Die
Erfindung betrifft eine Hubkolbenpumpe zum Fördern eines
Fluids nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein System zum Fördern
eines Fluids nach dem Oberbegriff des Anspruchs 30.The
The invention relates to a reciprocating pump for conveying a
Fluids according to the preamble of claim 1 and a system for conveying
a fluid according to the preamble of claim 30.
EP 1 748 188 A1 beschreibt
eine Hubkolbenpumpe zum Fördern einer Flüssigkeit,
insbesondere eines flüssigen Brennstoffs für Verbrennungskraftmaschinen.
Die Hubkolbenpumpe weist einen Förderraum mit einer Eintrittsöffnung
und einer Austrittsöffnung auf, wobei Flüssigkeit
von der Hubkolbenpumpe durch die Eintrittsöffnung in den
Förderraum eingesaugt und durch die Austrittsöffnung
aus dem Förderraum herausbefördert wird. Die Hubkolbenpumpe
umfasst weiter einen magnetischen Aktor, der axial verlagerbar in
den Förderraum aufgenommen ist und mittels eines Federelements
in Richtung der Austrittsöffnung vorgespannt ist. Der Förderraum
ist radial von einer einen Elektromagneten bildenden Spule umgriffen,
wobei durch Bestromen der Spule und damit ein Betätigen
des Elektromagneten der elektrische Aktor entgegen der Vorspannung
des Federelements in Richtung der Eintrittsöffnung verlagert wird.
Nahe der Austrittsöffnung ist in dem Förderraum
ein hohlzylinderförmiger Dosierkörper angeordnet,
dessen Innenbereich eine Pumpkammer bildet, die über radiale
Bohrungen mit dem Förderraum in Fluidverbindung steht.
Der Aktor umfasst eine in Richtung der Austrittsöffnung
weisende Kolbenstange, die mit einem Magnetanker des Aktors fest
verbunden und in dem Dosierkörper axial geführt
ist. Durch ein Betätigen des Elektromagneten wird die Kolbenstange
von der Austrittsöffnung weggeführt, so dass Flüssigkeit
aus dem Förderraum durch die radialen Bohrungen in die
Pumpkammer gelangt. Bei stromlos Schalten des Elektromagneten wird
umgekehrt der Kolben auf Grund der Vorspannung des Federelements
in Richtung der Austrittsöffnung bewegt, wodurch einerseits
die radialen Bohrungen des Dosierkörpers verschlossen werden
und andererseits das Pumpkammervolumen verkleinert wird, wodurch die
in der Pumpkammer befindlichen Flüssigkeit durch die Austrittsöffnung
hindurch gefördert wird. Um ein hartes Anschlagen der Kolbenstange
an der die Austrittsöffnung aufweisenden Wandung zu verhindern,
ist im Bereich der Austrittsöffnung ein elastisches Federelement
angeordnet. Eine Abdichtung der Austrittsöffnung gegen
in Förderrichtung austretendes Fluid aus dem Förderraum
wird hierdurch nicht erreicht. Stromabwärts der Austrittsöffnung
ist an diese angrenzend ein Rückschlagventil angeordnet,
welches ein Rückströmen von Flüssigkeit
in die Förderkammer verhindert. Nachteilig an der beschriebenen
Hubkolbenpumpe ist, dass immer dann, wenn der Fluiddruck im Förderraum
den Fluiddruck stromabwärts der Austrittsöffnung übersteigt,
Fluid aus der Förderkammer ungehindert durch die Austrittsöffnung
austreten kann. Insbesondere bei Verwendung der Hubkolbenpumpe zum
Fördern von Brennstoffen kann es so zu einer ungewollten
Leckage der Hubkolbenpumpe kommen, wenn der Fluiddruck in dem Förderraum
durch Umstände außerhalb des Pumpenbetriebs unzulässig
ansteigt. Dies kann zu einer Beschädigung der gesamten
Brennkraftmaschine führen. Umgekehrt kann bei einer nicht
vollständigen Abdichtung des stromabwärts der
Austrittsöffnung gelegenen Rückschlagventils Fluid
in den Förderraum gelangen und von dort ungehindert durch
die Eintrittsöffnung strömen. Dies ist insbesondere
dann problematisch, wenn die Hubkolbenpumpe Brennstoffe für
Verbrennungskraftmaschinen fördert, da bei nicht gasdichtem
Abschluß des Rückschlagventils Abgase durch die
Eintrittsöffnung in den Kraftstoffzuleitungsbereich gelangen
können. EP 1 748 188 A1 describes a reciprocating pump for conveying a liquid, in particular a liquid fuel for internal combustion engines. The reciprocating pump has a delivery chamber with an inlet opening and an outlet opening, wherein liquid is sucked by the reciprocating pump through the inlet opening into the delivery chamber and out through the outlet opening out of the delivery chamber. The reciprocating pump further comprises a magnetic actuator, which is accommodated axially displaceable in the delivery chamber and is biased by a spring element in the direction of the outlet opening. The delivery chamber is encompassed radially by a coil forming an electromagnet, wherein by energizing the coil and thus actuating the electromagnet, the electrical actuator is displaced counter to the bias of the spring element in the direction of the inlet opening. Near the outlet opening, a hollow-cylindrical metering body is arranged in the delivery chamber, the inner region of which forms a pumping chamber which is in fluid communication with the delivery chamber via radial bores. The actuator comprises a pointing in the direction of the outlet opening piston rod which is fixedly connected to a magnet armature of the actuator and axially guided in the dosing. By actuating the electromagnet, the piston rod is guided away from the outlet opening, so that liquid from the delivery chamber passes through the radial bores into the pumping chamber. When the electromagnet is switched off, the piston is reversely moved in the direction of the outlet due to the biasing of the spring element, whereby on the one hand the radial bores of the metering body are closed and on the other hand the pumping chamber volume is reduced, whereby the fluid in the pumping chamber is conveyed through the outlet opening , In order to prevent a hard impact of the piston rod on the wall having the outlet opening, an elastic spring element is arranged in the region of the outlet opening. A seal of the outlet opening in the conveying direction exiting fluid from the pumping chamber is thereby not achieved. Downstream of the outlet opening a check valve is arranged adjacent to this, which prevents a backflow of liquid into the delivery chamber. A disadvantage of the piston pump described is that whenever the fluid pressure in the delivery chamber exceeds the fluid pressure downstream of the outlet opening, fluid can escape from the delivery chamber unhindered through the outlet opening. In particular, when using the reciprocating pump for conveying fuels, it may come to an unwanted leakage of the reciprocating pump when the fluid pressure in the pumping chamber by circumstances outside the pump operation increases inadmissible. This can lead to damage to the entire internal combustion engine. Conversely, with an incomplete sealing of the non-return valve located downstream of the outlet opening, fluid can pass into the delivery chamber and flow unhindered from there through the inlet opening. This is particularly problematic when the reciprocating pump fuels fuel for internal combustion engines, since in non-gas-tight completion of the check valve exhaust gases can pass through the inlet opening in the fuel supply area.
Es
ist die Aufgabe der Erfindung, eine Hubkolbenpumpe und ein System
zum Fördern eines Fluids anzugeben, die eine zuverlässige
und sichere Förderung von Fluiden, insbesondere Brennstoffen oder
Brennstoffzusätzen für Brennkraftmaschinen, ermöglicht.It
The object of the invention is a reciprocating pump and a system
to provide a fluid that is a reliable
and safe extraction of fluids, especially fuels or
Fuel additives for internal combustion engines, allows.
Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Hubkolbenpumpe
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein System mit den
Merkmalen des Anspruchs 30 gelöst.These
Object is achieved by a reciprocating pump
with the features of claim 1 and by a system with the
Characteristics of claim 30 solved.
Dadurch,
dass der Magnetanker und die Kolbenstange relativ zueinander verlagerbar
sind, wird vorteilhaft eine Entkopplung zwischen axialer Bewegung
des Magnetankers einerseits und der Kolbenstange andererseits erreicht.
Ein Fördern von Fluid durch die Austrittsöffnung
mittels der Kolbenstange ist dabei vorteilhaft auch dann vermeidbar,
wenn es zu ungewünschten Bewegungen des Magnetankers kommt,
beispielsweise axialen Bewegungen wie einem Flattern oder ruckartigen
Bewegungen durch Stromspitzen in dem Elektromagneten, oder radialen Bewegungen
durch Inhomogenitäten des Magnetfelds.Thereby,
in that the magnet armature and the piston rod are displaceable relative to one another
are beneficial, a decoupling between axial movement
of the armature on the one hand and the piston rod on the other hand achieved.
A conveying of fluid through the outlet opening
By means of the piston rod is thereby also advantageously avoidable
if it comes to unwanted movements of the armature,
For example, axial movements such as a flutter or jerky
Movements by current spikes in the electromagnet, or radial movements
by inhomogeneities of the magnetic field.
Der
Magnetanker und die Kolbenstange sind durch die Vorspannung des
Federelements zumindest über einen Teil des Hubs des Magnetankers
in eine gegenseitige Mitnahmeanordnung bringbar, in der bei Erregung
des Magnetankers dieser die Kolbenstange entgegen der Vorspannung
des Federelements verlagert, während das Federelement bei nachlassender
oder abgeschalteter Erregung des Magnetankers über die
Kolbenstange den Magnetanker zurückstellt. Hierzu können
Magnetanker und Kolbenstange komplementäre Mitnahmebereiche
wie Flächen, Ebenen, Punkte oder Kombinationen hieraus
umfassen, die unmittelbar oder mittelbar zur Übertragung
einer Verlagerungskraft wahlweise des Federelements oder des Magnetfeldes
geeignet sind. Bei unmittelbarer Übertragung gelangen die Mitnahmebereiche
in gegenseitige Anlage; bei mittelbarer Übertragung ist
ein Kraftmittler zwischen diesen vorgesehen, der zugleich als Aufschlagdämpfer ausgebildet
sein kann. Hierbei kann ein Betriebszustand erreicht werden, in
dem die Mitnahmeanordnung aufgehoben ist. Ein solcher Betriebszustand kann
bei dynamischer Wechselbeanspruchung ebenso wie in den Endbereichen
der axialen Hubbewegungen, insbesondere bei nichterregtem Magnetanker,
erreicht werden, ferner bei Zusammenbau oder Wartung des Aktors.The armature and the piston rod can be brought by the bias of the spring element at least over part of the stroke of the magnet armature in a mutual entrainment in which upon excitation of the magnet armature this displaces the piston rod against the bias of the spring element, while the spring element with decreasing or switched off excitation of Solenoid armature via the piston rod resets the armature. For this purpose, magnet armature and piston rod may comprise complementary driving areas such as surfaces, planes, points or combinations thereof, which are directly or indirectly suitable for transmitting a displacement force of either the spring element or the magnetic field. In the case of direct transmission, the transport areas reach each other; at medium Barer transmission is provided a center of gravity between these, which can be designed as a shock absorber at the same time. In this case, an operating state can be achieved in which the driving arrangement is canceled. Such an operating state can be achieved in the case of dynamic alternating stress as well as in the end regions of the axial lifting movements, in particular in the case of a non-excited magnetic armature, and also in the case of assembly or maintenance of the actuator.
Vorteilhaft
ist eine Funktionsprüfung des Aktors möglich,
in dem von Hand oder in einer entsprechenden Vorrichtung die Kolbenstange
bei zusammengebauter Pumpe entgegen der Vorspannung des Federelements
zurückgestellt wird und der unbelastete Leerhub des Magnetankers
ermittelt werden kann. Umgekehrt kann durch eine entgegengesetzte Erregung
des Magnetankers die Mitnahmeanordnung aufgehoben werden, in dem
der Magnetanker von der Kolbenstange fort verlagert wird, während
die Kolbenstange unter der Vorspannung des Federelements fest gegen
die Austrittsöffnung fixiert ist. Auf diese Weise lässt
sich einfach die von dem Magnetanker entkoppelte Kolbenstange in
der Art eines magnetisch betätigbaren Ventilglieds vorsehen.Advantageous
is a functional test of the actuator possible,
in the by hand or in a corresponding device, the piston rod
when assembled pump against the bias of the spring element
is reset and the unloaded idle stroke of the armature
can be determined. Conversely, by an opposite excitement
of the armature the entrainment arrangement are repealed, in the
the armature is displaced away from the piston rod while
the piston rod under the bias of the spring element firmly against
the outlet opening is fixed. That way
simply the decoupled from the armature piston rod in
the type of a magnetically actuated valve member provide.
Durch
ein Anlagern des Magnetankers und der Kolbenstange aneinander durch
Vorspannung des Federelements wird eine bevorzugte Richtung definiert,
in welcher axiale Kräfte zwischen Magnetanker und Kolbenstange übertragbar
sind. Gleichzeitig ist eine sichere Übertragung von axialen
Kräften zwischen Kolbenstange und Magnetanker bei bestimmungsgemäßer
Verlagerung des Aktors sichergestellt. Daher zeichnet sich die Hubkolbenpumpe dadurch
aus, dass die gegenseitige Mitnahmeanordnung in Bezug auf einander
zugekehrte Bewegungsrichtungen von Magnetanker und Kolbenstange
gegeben ist. Es ist möglich, darüber hinaus eine
weitere Mitnahmeanordnung von Magnetanker und Kolbenstange vorzusehen,
in der die beiden Teile in Bezug auf eine voneinander fortweisende
Bewegungsrichtung gegenseitig in Kontakt gelangen, wodurch zugleich
eine Endanschlagsposition geschaffen ist.By
An attachment of the armature and the piston rod to each other
Preloading the spring element defines a preferred direction,
in which axial forces between armature and piston rod transferable
are. At the same time is a safe transmission of axial
Forces between piston rod and magnet armature under normal conditions
Relocation of the actuator ensured. Therefore, the reciprocating pump is characterized
from that mutual entrainment order with respect to each other
facing directions of movement of armature and piston rod
given is. It is possible, beyond that
provide further entrainment arrangement of armature and piston rod,
in the two parts in relation to one another from one another
Move direction of each other in contact, which at the same time
an end stop position is created.
Vorzugsweise
weist die Kolbenstange eine Abstützfläche für
das Federelement auf, wodurch es zu einer besonders sicheren, direkten Übertragung der
Federkraft auf die Kolbenstange kommt und eine verlustarme Ausnutzung
der Federkraft sichergestellt ist.Preferably
has the piston rod a support surface for
the spring element, whereby it leads to a particularly secure, direct transmission of the
Spring force on the piston rod comes and a low-loss utilization
the spring force is ensured.
Vorzugsweise
weist die Kolbenstange eine radiale Auskragung auf, wobei die Abstützfläche
auf einer ersten Seite der Auskragung angeordnet ist, was eine sichere
Führung des Federelements bei axialer Verlagerung der Kolbenstange
gewährleistet. Zweckmäßig ist eine der
Abstützfläche gegenüberliegende Seite
der Auskragung an dem Magnetanker anlagerbar. Diese Anordnung führt
zu einer leichten Montierbarkeit und Wartbarkeit der Hubkolbenpumpe,
da das Federelement leicht und ohne auswändige Justierung
der Federelementposition einbaubar ist.Preferably
the piston rod has a radial projection, wherein the support surface
arranged on a first side of the projection, which is a safe
Guide the spring element in axial displacement of the piston rod
guaranteed. Appropriately, one of
Support surface opposite side
the projection on the armature anchored. This arrangement leads
easy assembly and maintainability of the reciprocating pump,
because the spring element easily and without selective adjustment
the spring element position can be installed.
Vorzugsweise
ist ein an dem Federelement anliegender Bereich der Kolbenstange
von einem Abschnitt des Magnetankers radial umschlossen. In dieser
Ausgestaltung können Stirnflächen des Magnetankers
vorteilhaft zu einer zusätzlichen Abdichtung der Eintrittsöffnung
gegen ein Austreten von Fluid aus dem Förderraum beitragen.
Insbesondere, wenn durch eine Endfläche der Kolbenstange
eine erste Abdichtung im Bereich der Eintrittsöffnung geschaffen
wird, kann durch eintrittsseitige Stirnflächen des Magnetankers
ein zweiter Dichtbereich definiert werden.Preferably
is a voltage applied to the spring element region of the piston rod
radially enclosed by a portion of the magnet armature. In this
Design can end faces of the armature
advantageous for an additional sealing of the inlet opening
contribute against leakage of fluid from the pumping chamber.
In particular, when passing through an end face of the piston rod
created a first seal in the region of the inlet opening
is, can through entry-side end faces of the armature
a second sealing area can be defined.
In
einer bevorzugten Ausgestaltung ist an dem Magnetanker eine Abstützfläche
für das Federelement angeordnet. Hierdurch wird ermöglicht,
ein Federelement mit kleiner axialer Erstreckung vorzusehen, woraus
eine sichere Führung des Federelements und eine besonders
kompakte Bauform der Hubkolbenpumpe resultiert.In
A preferred embodiment is a support surface on the armature
arranged for the spring element. This will enable
to provide a spring element with a small axial extent, from which
a secure guidance of the spring element and a particular
compact design of the reciprocating pump results.
Vorzugsweise
ist das Federelement wenigstens teilweise von einem Abschnitt des
Magnetankers radial umschlossen, wodurch eine sichere Führung
des Federelements erreicht wird. Eintrittsseitige Stirnflächen
des Magnetankers können so bei insgesamt kompaktem Aufbau
der Hubkolbenpumpe eine Dichtfläche im Bereich der Eintrittsöffnung
ausbilden.Preferably
the spring element is at least partially of a portion of
Magnetic armature radially enclosed, ensuring a safe guidance
of the spring element is achieved. Entry-side end faces
of the magnet armature can so with a total of compact design
the reciprocating pump a sealing surface in the region of the inlet opening
form.
Vorzugsweise
ist an der Kolbenstange eine an dem Magnetanker anlagerbare Anschlagfläche angerordnet,
was eine sichere axiale Kraftübertragung ermöglicht.
Besonders bevorzugt ist die Anschlagfläche dazu an einem
der Eintrittsöffnung zugewandten Endbereich der Kolbenstange
angeordnet. Durch ein Federglied, dass die Kolbenstange in Richtung
des Magnetankers beaufschlagt, ist bei Verlagerung des Magnetankers
durch Betätigung des Elektromagneten eine entsprechende
Verlagerung der Kolbenstange gewährleistet. Zweckmäßig übersteigt
eine Federkraft des Federelements dabei eine Federkraft des Federglieds,
so dass eine von dem Federelement angetriebene Pumpleistung der Hubkolbenpumpe
sichergestellt ist. Vorteilhaft kann die Federkraft, mit der Verlagerungsbewegung
der Kolbenstange durch das Federglied angetrieben wird, unabhängig
von der Federkraft des Federelements eingestellt werden. Vorteilhaft
stützt sich das Federglied an einem die Kolbenstange wenigstens abschnittsweise
umschließenden Dosierzylinder ab, was zu einer einfachen
Montierbarkeit des Federglieds beiträgt.Preferably
is arranged on the piston rod attachable to the armature stop surface,
which allows a safe axial power transmission.
Particularly preferably, the stop surface is on a
the inlet opening facing the end of the piston rod
arranged. By a spring member that the piston rod in the direction
of the magnet armature is applied when the magnet armature is displaced
by pressing the electromagnet a corresponding
Displacement of the piston rod guaranteed. Expediently exceeds
a spring force of the spring element while a spring force of the spring member,
so that a driven by the spring element pump power of the reciprocating pump
is ensured. Advantageously, the spring force, with the displacement movement
the piston rod is driven by the spring member, regardless
be adjusted by the spring force of the spring element. Advantageous
the spring member is supported on a piston rod at least in sections
enclosing metering cylinder, resulting in a simple
Mountability of the spring member contributes.
Vorzugsweise
ist ein Federspeicher zwischen einander zugekehrten Stirnseiten
von Kolbenstange und Magnetanker eingesetzt, der in der unbestromten
Stellung des Aktors den Magnetanker von der Kolbenstange fort verlagert.
Dies führt vorteilhaft zu einer Entkopplung von Kolbenstange
und Magnetanker in der unbestromten Ausgangsstellung, so dass ungewünschte
Bewegungen des Magnetankers nicht oder zumindest nicht vollständig
auf die Kolbenstange übertragen werden. In einer vorteilhaften
Ausgestaltung ist der Ferderspeicher als metallische Blattfeder,
Schraubenfeder oder Tellerfeder ausgebildet, wodurch auch bei sehr
kleinem Federweg eine zuverlässige Entkopplung zwischen
Kolbenstange und Magnetanker sichergestellt ist. Es versteht sich, dass
die Blattfeder, Schraubenfeder oder Tellerfeder auch aus einem anderen
Material, insbesondere einem widerstandsfähigen Kunststoff,
ausgebildet sein kann. In einer alternativen, ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung
ist der Federspeicher durch ein elastisches Material, beispielsweise
ein Dämpfungselement aus einem Elastomer, ausgebildet.
Zweckmäßig bedeckt das elastische Material die
einander zugekehrten Stirnseiten von Kolbenstange und Magnetanker
wenigstens abschnittsweise, wobei das elastische Material sowohl
an einer der Stirnseiten fest angebracht als auch von jeder der
Stirnseiten separat und losgelöst ausgebildet sein kann.
In einer zweckmäßigen Ausgestaltung kann das elastische Material
in Form von fest mit einer der Stirnseiten verbundenen elastischen
Kissen ausgebildet sein, oder das elastische Material ist durch
ein die Kolbenstange radial umgebendes elastisches Ringelement ausgebildet.Preferably, a spring is zwi between rule facing each other end faces of the piston rod and armature used, which displaces the magnet armature away from the piston rod in the de-energized position of the actuator. This leads advantageously to a decoupling of piston rod and armature in the currentless starting position, so that unwanted movements of the armature are not or at least not completely transferred to the piston rod. In an advantageous embodiment, the Ferorspeicher is designed as a metallic leaf spring, coil spring or plate spring, whereby a reliable decoupling between the piston rod and armature is ensured even with very small travel. It is understood that the leaf spring, coil spring or disc spring can also be made of another material, in particular a resistant plastic. In an alternative, likewise advantageous embodiment, the spring accumulator is formed by an elastic material, for example a damping element made of an elastomer. Suitably, the elastic material covers the mutually facing end faces of the piston rod and armature at least in sections, wherein the elastic material may be fixedly attached to one of the end faces as well as separately and detachably formed from each of the end faces. In an expedient embodiment, the elastic material may be in the form of resiliently connected to one of the end faces elastic cushion, or the elastic material is formed by a piston rod radially surrounding elastic ring member.
Dadurch,
dass eine von Eintrittsöffnung und Austrittsöffnung
einen dem Förderraum zugekehrten ersten Ventilsitz definiert,
der mit einer ersten Endfläche des Aktors als Ventilglied
ein erstes Innenventil mit zumindest flüssigkeitsdichter
Abdichtung bildet, und dadurch dass der Aktor mit Kolbenflächen
ausgestattet ist, die bei geschlossenem ersten Innenventil bei Zunahme
des Drucks die Abdichtung verstärken, wird eine Hubkolbenpumpe
geschaffen, die bei Ansteigen eines Fluiddrucks im Förderraum
selbsttätig den Förderraum gegen ein Austreten
von Flüssigkeit durch die eine von Eintrittsöffnung
und Austrittsöffnung abdichtet. Die Hubkolbenpumpe eignet
sich somit insbesondere für das Fördern von Flüssigkeiten
in solchen Systemen, in denen ein Fluidaustausch der mittels der
Hubkolbenpumpe verbundenen Systeme außerhalb des Pumpenbetriebs
vollständig zu verhindern ist. Insbesondere eignet sich die
erfindungsgemäße Hubkolbenpumpe daher für das
Fördern von Brennstoffen oder Brennstoffzusätzen
für Brennkraftmaschinen. Eine ungewollte Leckage der Hubkolbenpumpe
im Bereich des ersten Innenventils bei einem unzulässigen
Ansteigen des Fluiddrucks im Förderraum und/oder in einem
mit dem Förderraum strömungsleitend verbundenen
Außenbereich der Hubkolbenpumpe ist somit sicher unterbunden.
Vorteilhaft kommt das erste Innenventil ohne eine willkürlich
vorgegebene maximale Abdichtwirkung aus, da ein Anpressdruck des
Ventilglieds in den Ventilsitz des ersten Innenventils nur durch
den Fluiddruck selbst bestimmt wird, das erste Innenventil also
selbsttätig dichtend wirkt. Ein Eindringen des Fluids in
den mit dem einen von Eintrittsöffnung und Austrittsöffnung
verbunden Aussenbereich der Hubkolbenpumpe ist somit auch bei sehr
hohen Drücken sicher unterbunden. Weiterhin ist vorteilhaft,
dass die Funktion des ersten Innenventils unabhängig von
der Federstärke des Federelements oder der Wirkung des
Elektromagneten erreicht wird, so dass eine Auslegung der Pumpleistung
der Hubkolbenpumpe unabhängig von der gewünschten
maximalen Abdichtung erfolgen kann.Thereby,
that one of inlet and outlet
defines a first valve seat facing the delivery chamber,
the with a first end surface of the actuator as a valve member
a first inner valve with at least liquid-tight
Sealing forms, and thereby that the actuator with piston surfaces
equipped with the first inner valve closed when increasing
the pressure to strengthen the seal becomes a reciprocating pump
created, the increase in fluid pressure in the delivery chamber
automatically the delivery room against leakage
of liquid through one of the inlet
and outlet opening seals. The reciprocating pump is suitable
thus especially for the conveyance of liquids
in such systems, in which a fluid exchange by means of
Reciprocating pump connected systems outside the pump operation
is completely prevented. In particular, the
inventive reciprocating pump therefore for the
Conveying fuels or fuel additives
for internal combustion engines. An unwanted leakage of the reciprocating pump
in the area of the first inner valve in an impermissible
Increase in the fluid pressure in the delivery chamber and / or in a
connected in flow-conducting manner with the delivery chamber
Outside of the reciprocating pump is thus reliably prevented.
Advantageously, the first inner valve comes without an arbitrary
predetermined maximum sealing effect, since a contact pressure of the
Valve member in the valve seat of the first inner valve only by
the fluid pressure itself is determined, the first inner valve so
automatically acts sealing. Penetration of the fluid in
with the one of the inlet opening and outlet opening
connected outside area of the reciprocating pump is therefore also at very
safely suppressed high pressures. Furthermore, it is advantageous
that the function of the first inner valve regardless of
the spring strength of the spring element or the effect of
Electromagnet is achieved, allowing an interpretation of the pump power
the reciprocating pump regardless of the desired
maximum sealing can be done.
Vorzugsweise
definiert die andere von Eintrittsöffnung und Austrittsöffnung
einen dem Förderraum zugekehrten zweiten Ventilsitz, der
mit einer zweiten Endfläche des Aktors als Ventilglied
ein zweites Innenventil mit zumindest flüssigkeitsdichter
Abdichtung bildet. Hierdurch wird zusätzlich zu der erfindungsgemäßen
Abdichtung des ersten Aussenbereichs durch das erste Innenventil
auch ein zweiter Aussenbereich durch das zweite Innenventil gesichert.
Ein ungewünschtes Durchtreten von Fluid durch die Hubkolbenpumpe
auf Grund eines unzulässigen Ansteigens des Fluiddrucks
ausserhalb der Hubkolbenpumpe ist somit sowohl entgegen der Förderrichtung
als auch in Förderrichtung ausgeschlossen.Preferably
defines the other of inlet and outlet
a delivery chamber facing the second valve seat, the
with a second end surface of the actuator as a valve member
a second inner valve with at least liquid-tight
Sealing forms. As a result, in addition to the invention
Sealing of the first outer area by the first inner valve
a second outer area secured by the second inner valve.
An undesired passage of fluid through the reciprocating pump
due to an impermissible increase in the fluid pressure
outside the reciprocating pump is thus both opposite to the conveying direction
as well as in the conveying direction excluded.
Zweckmäßig
ist der Aktor mit Kolbenflächen ausgestattet, die bei geschlossenem
zweiten Innenventil bei Zunahme des Drucks in den Förderraum die
Abdichtung verstärken. Vorteilhaft wird so bei beiden Innenventilen
eine sichere Abdichtung erreicht.expedient
the actuator is equipped with piston surfaces which when closed
second inner valve with increase in pressure in the delivery chamber the
Strengthen the seal. It is advantageous in both internal valves
achieved a secure seal.
Vorzugsweise
ist einer von erstem und zweitem Ventilsitz von dem Federelement
umschlossen. Dies ermöglicht eine kompakte Anordung des
Federelements und des Aktors, bei der einerseits der Aktor mittels
des Federelements zuverlässig in Richtung der Austrittsöffnung
vorgespannt ist und bei der andererseits ein spielfreies Eingreifen
des dem Aktor zugeordneten Ventilglieds in den Ventilsitz sichergestellt
ist.Preferably
is one of the first and second valve seat of the spring element
enclosed. This allows a compact arrangement of the
Spring element and the actuator, in which on the one hand the actuator means
the spring element reliably in the direction of the outlet opening
is biased and on the other hand, a backlash intervention
of the actuator associated valve member secured in the valve seat
is.
Vorzugsweise
definiert die Austrittsöffnung den ersten Ventilsitz. Somit
ist eine ungewollte Leckage der Hubkolbenpumpe bei unzulässigem
Ansteigen des Fluiddrucks in einem Bereich Stromaufwärts
der Eintrittsöffnung sichergestellt.Preferably
defines the outlet opening the first valve seat. Consequently
is an unwanted leakage of the reciprocating pump inadmissible
Increase in fluid pressure in an upstream region
the inlet opening ensured.
Zweckmäßig
ist stromabwärts der Austrittsöffnung ein Rückschlagventil
angeordnet. Ein Rückströmen des Fluids durch die
Austrittsöffnung in den Förderraum der Hubkolbenpumpe
wird somit verhindert. Besonders bevorzugt ist das Rückschlagventil als
gasdichtes Rückschlagventil ausgebildet, so dass bei Verwendung
der Hubkolbenpumpe zum Fördern von Kraftstoffen und Kraftstoffzusätzen
ein Eindringen von Abgasen in den Förderraum und damit
in den Bereich einer Kraftstoffzuleitung sicher vermieden ist. Für
den Fall, dass das erste Innenventil der Austrittsöffnung
zugeordnet ist, definieren das Rückschlagventil und das
erste Innenventil vorzugsweise jeweils Enden eines gemeinsamen Austrittskanals. Eine
sichere Abdichtung des Austrittskanals ist somit sowohl in Förderrichtung
als auch entgegen der Förderrichtung gewährleistet.
Für den Fall, dass das erste oder das zweite Innenventil
der Eintrittsöffnung des Förderraums zugeordnet
ist, bildet dieses Innenventil ein dem Rückschlagventil
nachgeordnetes, zusätzliche Sicherheit verschaffendes Ventil.Appropriately, downstream of the outlet opening a check valve is arranged. A return flow of the fluid through the outlet opening into the delivery chamber of the reciprocating pump is thus prevented. Particularly preferred is the check valve formed as a gas-tight check valve, so that when using the reciprocating pump for conveying fuels and fuel additives intrusion of exhaust gases into the pumping chamber and thus in the range of fuel supply is safely avoided. In the event that the first inner valve is associated with the outlet opening, the check valve and the first inner valve preferably define respective ends of a common outlet channel. A secure sealing of the outlet channel is thus ensured both in the conveying direction and against the conveying direction. In the event that the first or the second inner valve is associated with the inlet opening of the pumping chamber, this inner valve forms a check valve downstream, additional safety procuring valve.
Zweckmäßig
umfasst wenigstens das erste Innenventil Dichtmittel, insbesondere
einen O-Ring. Eine sichere und zuverlässige Abdichtung
zwischen dem Aktor und dem Ventilsitz wird so weiter verbessert.expedient
At least the first inner valve comprises sealing means, in particular
an o-ring. A safe and reliable seal
between the actuator and the valve seat is further improved.
Vorzugsweise
ist der magnetische Aktor von der Austrittsöffnung durch
ein Betätigen des Elektromagneten abhebbar. Wenn der Austrittsöffnung
eines von erstem und zweitem Innenventil zugeordnet ist, wird dieses
Innenventil hierdurch geöffnet. Bei einem anschließenden
Abschalten des Elektromagneten wird der Aktor durch das Federelement
angetrieben wieder in Richtung der Austrittsöffnung verlagert, wodurch
Flüssigkeit aus dem Förderraum durch die Austrittsöffnung
hindurchgefördert wird und schließlich bei Anliegen
des Aktors an der Austrittsöffnung das der Austrittsöffnung
zugeordnete Innenventil wieder geschlossen wird. Dieser Betriebsmodus,
in welchem der Aktor in Förderrichtung durch das Federelement
angetrieben wird, bietet Vorteile hinsichtlich der Geräuschentwicklung
der Hubkolbenpumpe, da ein hartes Anschlagen des Aktors an der Austrittsöffnung
durch geeignete Vorgabe der Federkraft des Federelements vermeidbar
ist.Preferably
is the magnetic actuator from the outlet opening through
an actuation of the electromagnet can be lifted. When the outlet opening
one of the first and second inner valve is assigned, this is
Inner valve thereby opened. In a subsequent
Switching off the electromagnet is the actuator by the spring element
driven again shifted towards the outlet opening, thereby
Liquid from the pumping chamber through the outlet opening
is promoted through and finally concerns
of the actuator at the outlet opening of the outlet opening
assigned inner valve is closed again. This mode of operation,
in which the actuator in the conveying direction by the spring element
is driven, offers advantages in terms of noise
the reciprocating pump, since a hard abutment of the actuator at the outlet opening
avoidable by suitable specification of the spring force of the spring element
is.
Zweckmäßig
weist der Aktor eine Kolbenstange auf, die die erste Endfläche
des Aktors aufweist, so dass die Austrittsöffnung durch
die Kolbenstange verschließbar ist.expedient
For example, the actuator has a piston rod which is the first end surface
of the actuator, so that the outlet opening through
the piston rod is closable.
In
einer zweiten, alternativen Ausgestaltung ist der magnetische Aktor
durch ein Betätigen des Elektromagneten von der Eintrittsöffnung
abhebbar. Entsprechend wird bei dieser Ausgestaltung durch ein Betätigen
des Elektromagneten Flüssigkeit durch die Austrittsöffnung
gefördert, während ein Ansaugen von Flüssigkeit
durch das Federelement bei stromlos geschaltetem Elektromagneten
angetrieben wird.In
A second alternative embodiment is the magnetic actuator
by actuating the electromagnet from the inlet opening
lifted. Accordingly, in this embodiment by pressing
of the electromagnet liquid through the outlet
promoted while sucking in liquid
by the spring element when de-energized electromagnet
is driven.
Vorzugsweise
umfasst die Hubkolbenpumpe weiter einen Kernflansch, der einstückig
mit einem einen Eintrittskanal aufweisenden Anschluss ausgebildet
ist und wenigstens abschnittsweise den Förderraum umgibt,
wobei der Eintrittskanal in der Eintrittsöffnung ausmündet.
Weiter umfasst die Hubkolbenpumpe vorzugsweise ein Kernteil, das
einstückig mit einem Austrittskanal aufweisenden Anschlußstutzen ausgebildet
ist, wobei das Kernteil den Förderraum wenigstens abschnittsweise
umgibt und wobei der Austrittskanal in der Austrittsöffnung
des Förderraums ausmündet. Zweckmäßig
ist der Austrittskanal mit dem Rückschlagventil verbunden.Preferably
The reciprocating pump further includes a core flange, the one-piece
formed with a connection having an inlet channel
is and at least partially surrounds the delivery room,
wherein the inlet channel opens into the inlet opening.
Furthermore, the reciprocating pump preferably comprises a core part, the
formed integrally with an outlet channel having connecting piece
is, wherein the core part the delivery space at least in sections
surrounds and wherein the outlet channel in the outlet opening
the delivery room opens. expedient
the outlet channel is connected to the check valve.
Dadurch,
dass der Förderraum bei Vorliegen eines Fluidüberdrucks
gegenüber eines außerhalb der Hubkolbenpumpe liegenden
Bereichs durch ein Innenventil wenigstens flüssigkeitsdicht
abgeschlossen ist, und dass das Innenventil durch Betätigung des
Elektromagneten der Hubkolbenpumpe öffenbar ist, wird vorteilhaft
ein System zum Fördern eines Fluids geschaffen, welches
einen ungewünschten Durchtritt von Flüssigkeit
durch die Hubkolbenpumpe sicher vermeidet. Vorzugsweise ist dabei
die Austrittsöffnung des Förderraums durch das
Innenventil verschließbar, so dass bei Vorliegen eines
Fluidüberdrucks des Abnahmebereichs das Innenventil fluiddicht
verschlossen ist.Thereby,
that the delivery chamber in the presence of a fluid overpressure
opposite to a lying outside of the reciprocating pump
Area by an inner valve at least liquid-tight
is completed, and that the inner valve by pressing the
Electromagnet of the reciprocating pump is openable, is advantageous
a system for conveying a fluid is provided which
an unwanted passage of liquid
safely avoided by the reciprocating pump. Preferably is
the outlet opening of the pumping chamber through the
Inner valve closable, so that in the presence of a
Fluid overpressure of the removal area, the inner valve fluid-tight
is closed.
Weitere
Vorteile und Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden
Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie aus
den abhängigen Ansprüchen.Further
Advantages and characteristics of the invention will become apparent from the following
Description of a preferred embodiment and from
the dependent claims.
Die
Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die anliegenden
Figuren anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher
erläutert.The
Invention will be described below with reference to the appended
Figures on the basis of a preferred embodiment closer
explained.
1 zeigt
ein erstes Ausführungsbeispiel einer Hubkolbenpumpe in
einer Querschnittsansicht. 1 shows a first embodiment of a reciprocating pump in a cross-sectional view.
2 zeigt
ein zweites Ausführungsbeispiel einer Hubkolbenpumpe in
einer Querschnittsansicht. 2 shows a second embodiment of a reciprocating pump in a cross-sectional view.
3 zeigt
ein drittes Ausführungsbeispiel einer Hubkolbenpumpe in
einer Querschnittsansicht. 3 shows a third embodiment of a reciprocating pump in a cross-sectional view.
4 zeigt
ein viertes Ausführungsbeispiel einer Hubkolbenpumpe in
einer Querschnittsansicht. 4 shows a fourth embodiment of a reciprocating pump in a cross-sectional view.
Die
in 1 dargestellte, als Dosierpumpe ausgebildete Hubkolbenpumpe 1 ist,
wie sich aus den nachstehenden Erläuterungen ergibt, insbesondere
zum Fördern von Brennstoffen oder Brennstoffzusätzen
für Brennkraftmaschinen geeignet. Die Hubkolbenpumpe 1 umfasst
innenliegend einen Förderraum 2, der im Betrieb
der Hubkolbenpumpe mit einem Fluid gefüllt ist. Der Förderraum 2 weist
eine Eintrittsöffnung 3 auf, die den Förderraum 2 mit
einem Eintrittskanal 4 verbindet. Der Eintrittskanal 4 ist über
eine Fluidleitung (nicht dargestellt) mit einem Vorratsbereich (nicht
dargestellt) verbunden, der den Förderraum 2 mit
Fluid versorgt. In dem Eintrittskanal 4 ist ein Filter 5 angeordnet,
um in an sich bekannter Weise in dem Fluid enthaltene Partikel an
einem Eintritt in den Förderraum 2 zu hindern.
Die Durchtritts- und Förderrichtung der Hubkolbenpumpe 1 ist
durch den Pfeil 6 gekennzeichnet.In the 1 shown, designed as a metering pump piston pump 1 is, as will be apparent from the following explanations, particularly suitable for conveying fuels or fuel additives for internal combustion engines. The reciprocating pump 1 includes inside a conveyor room 2 , which is filled in the operation of the reciprocating pump with a fluid. The pump room 2 has an inlet opening 3 on that the delivery room 2 with an entrance channel 4 combines. The entrance channel 4 is connected via a fluid line (not shown) with a storage area (not shown), the delivery chamber 2 supplied with fluid. In the entrance channel 4 is a filter 5 arranged to in a conventional manner in the fluid contained particles at an inlet into the pumping chamber 2 to prevent. The passage and conveying direction of the reciprocating pump 1 is by the arrow 6 characterized.
Wesentliche
Teile der Hubkolbenpumpe 1 sind rotationssymmetrisch bezüglich
einer Symmetrieachse 7 ausgebildet. Insbesondere ist der
Förderraum 2 hohlzylinderförmig und entlang
seiner axialen Erstreckung gestuft ausgebildet und weist eine Rotationssymmetrie
bezüglich der Symmetrieachse 7 auf. An einer der
Eintrittsöffnung 3 gegenüberliegenden Seite
weist der Förderraum 2 eine Austrittsöffnung 8 auf,
durch die eine Fluidverbindung des Förderraums 2 mit
einem Austrittskanal 9 herstellbar ist. Der Austrittskanal 9 ist über
eine Fluidleitung (nicht dargestellt) mit einem Abnahmebereich (nicht
dargestellt) für das Fluid verbunden. Insbesondere bei
der Verwendung der Hubkolbenpumpe als Förderpumpe für Brennstoff
oder Brennstoffzusätze kann es sich bei dem Abnahmebereich
um eine Abgasanlage einer Brennstoffmaschine handeln. Von der Hubkolbenpumpe 1 geförderter
Brennstoff kann dabei zur Abgasnachbehandlung in die Abgasanlage
eingeleitet werden. Um ein für die Brennkraftmaschine schädliches
Eindringen von Abgasen in das Brennstoffsystem zu verhindern, und
um auch bei Vorliegen eines Überdrucks im Vorratsbereich
des Fluids ein ungewünschtes Austreten von Fluid in den
Abnahmebereich zu verhindern, weist die Hubkolbenpumpe 1 eine
Mehrzahl von Ventilen auf, wie nachstehend noch näher erläutert
wird.Essential parts of the reciprocating pump 1 are rotationally symmetric with respect to an axis of symmetry 7 educated. In particular, the delivery room 2 hollow cylindrical and stepped along its axial extent and has a rotational symmetry with respect to the axis of symmetry 7 on. At one of the entrance opening 3 opposite side, the delivery chamber 2 an outlet opening 8th on, through which a fluid connection of the delivery chamber 2 with an exit channel 9 can be produced. The exit channel 9 is connected via a fluid line (not shown) with a removal area (not shown) for the fluid. In particular, when using the reciprocating pump as a feed pump for fuel or fuel additives, it may be in the removal area to an exhaust system of a fuel machine. From the reciprocating pump 1 subsidized fuel can be introduced to the exhaust aftertreatment in the exhaust system. In order to prevent harmful for the internal combustion engine intrusion of exhaust gases into the fuel system, and to prevent even in the presence of an overpressure in the storage region of the fluid unwanted leakage of fluid into the removal region, the reciprocating pump 1 a plurality of valves, as will be explained in more detail below.
Um
durch die Eintrittsöffnung 3 in den Förderraum 2 eintretendes
Fluid durch die Austrittsöffnung 8 zu fördern,
ist in der Förderkammer 2 ein Aktor 10 axial
verlagerbar angeordnet. Der Aktor 10 ist insgesamt bezüglich
der Symmetrieachse 7 rotationssymmetrisch ausgebildet und
umfasst einen Magnetanker 11 und eine Kolbenstange 12.
Der Magnetanker 11 ist vorliegend mit Presssitz auf die
Kolbenstange 12 aufgebracht. Es versteht sich, dass Magnetanker 11 und
Kolbenstange 12 jedoch auch auf andere Weise miteinander
verbunden oder einstückig ausgebildet sein können.
Nahe eines ersten Endes des Aktors 10 ist ein Ringspalt 13 zwischen dem
Magnetanker 11 und der Kolbenstange 12 vorgesehen.
Ein vorliegend als Spiraldruckfeder ausgebildetes Federelement 14 ist
mit einem ersten Ende in dem Ringspalt 13 aufgenommen und
stützt sich mit seinem zweiten Ende in einer Vertiefung 15 eines Kernflansches 16 ab.
Das Federelement 14 spannt den Aktor 10 dabei
in Richtung der Austrittsöffnung 8 vor. In der
Darstellung gemäß 1 ist der
Aktor 10 vollständig in Richtung der Austrittsöffnung 8 verlagert,
so dass eine austrittsseitige Stirnfläche der Kolbenstange 7 an
der Austrittsöffnung 8 anliegt.To pass through the entrance 3 in the pump room 2 entering fluid through the outlet opening 8th to promote is in the feed chamber 2 an actor 10 arranged axially displaceable. The actor 10 is totally with respect to the axis of symmetry 7 formed rotationally symmetrical and includes a magnet armature 11 and a piston rod 12 , The magnet armature 11 is present with interference fit on the piston rod 12 applied. It is understood that magnet armature 11 and piston rod 12 However, they can also be interconnected or integrally formed in other ways. Near a first end of the actuator 10 is an annular gap 13 between the armature 11 and the piston rod 12 intended. A presently designed as a spiral compression spring spring element 14 is with a first end in the annular gap 13 picked up and supported with its second end in a depression 15 a core flange 16 from. The spring element 14 tenses the actor 10 while in the direction of the outlet opening 8th in front. In the illustration according to 1 is the actor 10 completely in the direction of the outlet opening 8th displaced so that an exit-side end face of the piston rod 7 at the exit opening 8th is applied.
Die
Kolbenstange 12 des Aktors 10 ist an ihrem austrittsseitigen
Ende in einem Dosierzylinder 17 axial verlagerbar geführt.
Der Dosierzylinder 17 ist dabei in einem Kernteil 18,
das ebenfalls rotationsymmetrisch bezüglich der Symmetrieachse
ausgebildet ist, gehalten. Der Kernflansch 16 und das Kernteil 17 sind
jeweils abschnittsweise von einem eine Magnetspule 19 aufnehmenden
Spulengehäuse 20 umgeben. Innenseitige Flächen
des Kernflanschs 16, des Kernteils 18 und des
Spulengehäuses 20 bilden dabei gemeinsam die Begrenzungsflächen
des Förderraums 2. An dem Spulengehäuse 20 ist
eine elektrische Kontakteinrichtung 21 vorgesehen, mittels
der die Magnetspule 19 mit einer Spannungsquelle verbindbar
ist. Es versteht sich, dass der elektrische Anschluss 21 nicht
bezüglich der Symmetrieachse 7 rotationssymmetrisch
ausgebildet ist, sondern radial zu dem Kernteil 18 beabstandet
an das Spulengehäuse 20 angespritzt ist. Das Spulengehäuse 20 ist
von einem an dem Kernflansch 16 abgestützen Pumpengehäuse 22 und
einer an dem Kernteil 18 aufgenommenen Sicherungsscheibe 23 gehalten.The piston rod 12 of the actor 10 is at its exit end in a metering cylinder 17 guided axially displaceable. The dosing cylinder 17 is in a core part 18 , which is also rotationally symmetrical with respect to the symmetry axis held. The core flange 16 and the core part 17 are each partially from a magnetic coil 19 receiving coil housing 20 surround. Inner surfaces of the core flange 16 , the core part 18 and the bobbin case 20 together form the boundary surfaces of the delivery chamber 2 , On the coil housing 20 is an electrical contact device 21 provided by means of the magnetic coil 19 can be connected to a voltage source. It is understood that the electrical connection 21 not with respect to the axis of symmetry 7 is formed rotationally symmetrical, but radially to the core part 18 spaced from the bobbin case 20 is injected. The coil housing 20 is from one to the core flange 16 supported pump housing 22 and one on the core part 18 captured lock washer 23 held.
Das
erste Ausführungsbeispiel funktioniert nun wie folgt:
In
der in 1 dargestellten Ausgangsstellung des Aktors 10,
in der die Magnetspule 19 nicht mit Strom beaufschlagt
ist, liegt die Kolbenstange 12 des Aktors 10 durch
das Federelement 14 in Richtung der Austrittsöffnung 8 vorgespannt
an einem Ventilsitzteil 26, in dem die Austrittsöffnung 8 angeordnet
ist, an. Im Bereich der Austrittsöffnung 8 ist
dabei ein als O-Ring ausgebildetes Dichtmittel 24 angeordnet.
Das Ventilsitzteil 26 und das Dichtmittel 24 bilden
gemeinsam einen ersten Ventilsitz für die als erstes Ventilglied wirkende
Kolbenstange 12. Der erste Ventilsitz 24 und die
Kolbenstange 12 bilden somit gemeinsam ein erstes Innenventil 25,
das in der Ausgangsstellung des Aktors 10 fluiddicht verschlossen
ist, so dass ein Fluid aus dem Förderraum 2 nicht
durch die Austrittsöffnung 8 hindurch austreten
kann. Die austrittsseitige Stirnfläche der Kolbenstange 12 liegt
dabei fluiddicht an dem Ventilsitzteil 26 an und wird durch
das Federelement 14 an das Dichtmittel 24 gepresst.
Bei einem Ansteigen des Fluiddrucks stromaufwärts der Eintrittsöffnung 3 und
einem damit einhergehenden Ansteigen des Fluiddrucks auch in dem
Förderraum 2 wirkt auf die dem Förderraum 2 zugewandten
Kolbenflächen des Aktors 10 eine Kraft. Dadurch,
dass die austrittsseitige Stirnfläche der Kolbenstange 12 nicht
von dem im Förderraum 2 vorhandenen Fluid mit
Druck beaufschlagt wird, wirkt auf den Aktor 10 insgesamt
eine Kraft in Richtung der Austrittsöffnung 8.
Hierdurch wird die Abdichtung des ersten Innenventils 25 verstärkt,
da die austrittsseitige Stirnfläche der Kolbenstange 12 stärker
an das die Austrittsöffnung 8 vollständig
umschließende Dichtmittel 24 gepresst wird.The first embodiment now works as follows:
In the in 1 shown starting position of the actuator 10 in which the magnetic coil 19 is not energized, is the piston rod 12 of the actor 10 by the spring element 14 in the direction of the outlet opening 8th prestressed on a valve seat part 26 in which the outlet opening 8th is arranged on. In the area of the outlet opening 8th is a trained as an O-ring sealant 24 arranged. The valve seat part 26 and the sealant 24 together form a first valve seat for acting as a first valve member piston rod 12 , The first valve seat 24 and the piston rod 12 thus together form a first inner valve 25 in the starting position of the actuator 10 is sealed fluid-tight, so that a fluid from the delivery chamber 2 not through the outlet 8th can escape through. The exit-side end face of the piston rod 12 lies fluid-tight on the valve seat part 26 on and is by the spring element 14 to the sealant 24 pressed. With an increase in the fluid pressure upstream of the inlet opening 3 and a concomitant increase in the fluid pressure in the delivery chamber 2 acts on the delivery room 2 facing piston surfaces of the actuator 10 a force. Characterized in that the exit-side end face of the piston rod 12 not from the pump room 2 existing fluid is pressurized acts on the actuator 10 a total of a force in the direction of the outlet opening 8th , As a result, the seal of the first inner valve 25 reinforced because the exit-side end face of the piston rod 12 stronger to the outlet 8th completely enclosing sealant 24 is pressed.
An
der dem Aktor 10 abgewandten Rückseite des Ventilsitzteils 26 ist
ein Rückschlagventil 27 angeordnet. Das Rückschlagventil 27 dichtet
die Austrittsöffnung 8 des Förderraums 2 gegen
rückströmende Flüssigkeit aus dem Abnahmebereich
ab. Das Rückschlagventil 27 ist aus einem in der
Rückseite des Ventilsitzteils 26 vorgesehenen
Rückschlagventilsitz 28 und einem kugelförmigen
Rückschlagventilglied 29 ausgebildet, wobei das
Rückschlagventilglied 29 mittels einer Rückschlagventilfeder 30 in
Richtung der Austrittsöffnung 8 vorgespannt ist.
Der Rückschlagventilsitz 28 und das Rückschlagventilglied 29 weisen
bei geschlossenem Rückschlagventil 27 einen bezüglich
der Symmetrieachse 7 rotationssymmetrischen, flächenhaften
Kontakt auf, so dass das Rückschlagventil 27 gasdicht
ausgebildet ist.At the the actor 10 away from the back te of the valve seat part 26 is a check valve 27 arranged. The check valve 27 seals the outlet 8th of the pump room 2 against backflowing liquid from the removal area. The check valve 27 is one in the back of the valve seat part 26 provided check valve seat 28 and a spherical check valve member 29 formed, wherein the check valve member 29 by means of a check valve spring 30 in the direction of the outlet opening 8th is biased. The check valve seat 28 and the check valve member 29 show when the check valve is closed 27 one with respect to the axis of symmetry 7 rotationally symmetric, laminar contact, so that the check valve 27 is gas-tight.
Ausgehend
von der Ausgangsstellung wird durch ein Beaufschlagen der Magnetspule 19 mit Strom
in dem Förderraum 2 der Hubkolbenpumpe 1 ein
Magnetfeld erzeugt, durch welches der magnetische Aktor 10 entgegen
der Vorspannung des Federelements 14 in Richtung der Eintrittsöffnung 3 verlagert
wird. Das erste Innenventil 25 wird dabei geöffnet,
wobei jedoch ein Einströmen von Flüssigkeit in den
Förderraum 2 durch die Austrittsöffnung 8 durch das
geschlossene Rückschlagventil 27 verhindert ist. Gemeinsam
mit dem Aktor 10 wird die Kolbenstange 12 durch
den Dosierzylinder 17 in Richtung der Eintrittsöffnung 3 verlagert,
wobei in dem Dosierzylinder 17 radial angeordnete Ausnehmungen 31 von
der Kolbenstange 12 freigegeben werden, so dass Flüssigkeit
aus dem Förderraum 2 in den Bereich nahe der Austrittsöffnung 8 gelangt.
Der Bereich im Inneren des Dosierzylinders 17 zwischen
der austrittsseitigen Stirnseite der Kobenstange 12 und
der Austrittsöffnung 8 definiert dabei eine Pumpkammer
der Hubkolbenpumpe 1. Die Bewegung des Aktors 10 in Richtung
der Eintrittsöffnung 3 wird durch ein Anschlagen
des eintrittsseitigen Endes 32 des Aktors 10 in
der Vertiefung 15 des Kernflanschs 16 begrenzt.
In dieser Stellung ist das Federelement 14 vollständig gespannt.
Das eintrittsseitige Ende 32 des Aktors 10 bildet
ein zweites Ventilglied und die Vertiefung 16 einen zweiten
Ventilsitz eines zweiten Innenventils 35, das bei vollständiger
Verlagerung des Aktors 10 in Richtung der Eintrittsöffnung 3 geschlossen
ist. Das zweite Innenventil 35 bildet ein zusätzliches
Ventil, durch welches auch bei einem Versagen des Rückschlagventils 27 ein
Austreten von Flüssigkeit oder Gas aus dem Förderraum 2 durch
die Eintrittsöffnung 3 sicher vermieden ist. Eine
weitere Abdichtung wird dabei durch eine kegelstumfförmige
Dichtfläche 33 des Aktors 10 gewährleistet,
die bei vollständiger Verlagerung des Aktors 10 in
Richtung der Eintrittsöffnung 3 an einer zweiten,
die Vertiefung 16 umgebenden Dichtfläche 34 des
Kernflanschs 16 anliegt. Bei einem Ansteigen des Fluiddrucks
stromabwärts der Austrittsöffnung 8 wird
ein Einströmen von Fluid in den Förderraum 2 durch
das geschlossene Rückschlagventil 27 unterbunden.
Falls es zu einem Versagen des Rückschlagventils 27 und
einem damit einhergehenden Ansteigen des Fluiddrucks auch in dem
Förderraum 2 kommt, wirkt auf die dem Förderraum 2 zugewandten
Kolbenflächen des Aktors 10 eine Kraft. Dadurch,
dass die eintrittsseitige Stirnfläche des Aktors 10 nicht
von dem im Förderraum 2 vorhandenen Fluid mit
Druck beaufschlagt wird, wirkt auf den Aktor 10 eine Kraft
in Richtung der Eintrittsöffnung 3. Hierdurch
wird die Abdichtung des zweiten Innenventils 35 verstärkt,
ein Eindringen von Fluid aus dem Förderraum 2 in
den stromaufwärts der Eintrittsöffnung 3 gelegenen
Bereich ist sicher vermieden.Starting from the initial position is by applying the solenoid 19 with electricity in the pump room 2 the reciprocating pump 1 generates a magnetic field through which the magnetic actuator 10 against the bias of the spring element 14 in the direction of the inlet opening 3 is relocated. The first inner valve 25 is thereby opened, but with an inflow of liquid into the pumping chamber 2 through the outlet 8th through the closed check valve 27 is prevented. Together with the actor 10 becomes the piston rod 12 through the dosing cylinder 17 in the direction of the inlet opening 3 displaced, wherein in the metering cylinder 17 radially arranged recesses 31 from the piston rod 12 be released, allowing liquid from the delivery chamber 2 in the area near the outlet 8th arrives. The area inside the dosing cylinder 17 between the exit-side end face of the Kobenstange 12 and the exit opening 8th defines a pumping chamber of the reciprocating pump 1 , The movement of the actuator 10 in the direction of the inlet opening 3 is by striking the inlet end 32 of the actor 10 in the depression 15 of the core flange 16 limited. In this position, the spring element 14 completely tense. The entrance end 32 of the actor 10 forms a second valve member and the recess 16 a second valve seat of a second inner valve 35 , with complete relocation of the actor 10 in the direction of the inlet opening 3 closed is. The second inside valve 35 forms an additional valve, through which even in the event of failure of the check valve 27 leakage of liquid or gas from the pumping chamber 2 through the entrance opening 3 is safely avoided. Another seal is made by a truncated cone-shaped sealing surface 33 of the actor 10 ensures the complete relocation of the actuator 10 in the direction of the inlet opening 3 at a second, the recess 16 surrounding sealing surface 34 of the core flange 16 is applied. With an increase in the fluid pressure downstream of the outlet opening 8th becomes an inflow of fluid into the delivery chamber 2 through the closed check valve 27 prevented. If there is a failure of the check valve 27 and a concomitant increase in the fluid pressure in the delivery chamber 2 comes, affects the delivery room 2 facing piston surfaces of the actuator 10 a force. Characterized in that the inlet-side end face of the actuator 10 not from the pump room 2 existing fluid is pressurized acts on the actuator 10 a force in the direction of the inlet opening 3 , As a result, the seal of the second inner valve 35 amplified, an ingress of fluid from the pumping chamber 2 in the upstream of the inlet 3 located area is safely avoided.
Durch
ein Stromlosstellen der Magnetspule 19 wird die auf den
Aktor 10 wirkende Magnetkraft aufgehoben, so dass der Aktor 10 nun
angetrieben durch das Federelement 14 in Richtung der Austrittsöffnung 8 und
somit in Richtung der Ausgangsstellung verlagert wird. Die Ausnehmungen 31 des
Dosierzylinders 17 werden von der Kolbenstange 12 des
Aktors 10 wieder verschlossen, wobei die zuvor in die Pumpkammer
eingetretene Flüssigkeit von der austrittsseitigen Stirnfläche
der Kolbensstange 12 durch die Austrittsöffnung 8 hindurch
verdrängt wird. Das Rückschlagventil 27 wird
hierbei durch den ansteigenden Fluiddruck in der Pumpkammer geöffnet. Gleichzeitig
tritt durch das nun geöffnete zweite Innenventil 35 Flüssigkeit
durch die Eintrittsöffnung 3 in den Förderraum 2 der
Hubkolbenpumpe 1 ein. Die Verlagerung des Aktors 10 wird
durch ein Auftreffen der austrittsseitigen Stirnfläche
der Kobenstange 12 auf das Ventilsitzteil 26 beendet.
In dieser Position, die der Ausgangsposition entspricht, ist das
erste Innenventil 25 geschlossen.By a Stromlosstellen the solenoid 19 will be on the actuator 10 acting magnetic force canceled, so that the actuator 10 now driven by the spring element 14 in the direction of the outlet opening 8th and thus shifted in the direction of the starting position. The recesses 31 of the dosing cylinder 17 be from the piston rod 12 of the actor 10 closed again, wherein the previously entered into the pumping chamber liquid from the exit-side end face of the piston rod 12 through the outlet 8th is displaced. The check valve 27 is opened by the increasing fluid pressure in the pumping chamber. At the same time enters through the now opened second inner valve 35 Liquid through the inlet 3 in the pump room 2 the reciprocating pump 1 one. The relocation of the actor 10 is by an impact of the exit-side end face of the Kobenstange 12 on the valve seat part 26 completed. In this position, which corresponds to the starting position, is the first internal valve 25 closed.
Die
beschriebenen Innenventile 25, 35 sowie das gasdichte
Rückschlagventil 27 ermöglichen vorteilhaft,
dass ein unzulässiges Ansteigen des Fluiddrucks entweder
im Abnahmebereich oder im Vorratsbereich der Hubkolbenpumpe keinen
Einfluß auf den jeweils anderen Bereich nimmt. Insbesondere kommt
es in keinem Fall zu einer ungewünschten Übertragung
von Fluid von einem Bereich in den anderen durch die Hubkolbenpumpe 1 hindurch.The described internal valves 25 . 35 and the gas-tight check valve 27 allow advantageous that an impermissible increase in the fluid pressure either in the removal area or in the storage area of the reciprocating pump does not affect the other area. In particular, there is in no case an undesired transfer of fluid from one area to the other by the reciprocating pump 1 therethrough.
In 2 ist
ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Hubkolbenpumpe 101 dargestellt.
Die Hubkolbenpumpe 101, die vorliegend als Dosierpumpe
ausgebildet ist, ist insbesondere auch zum Fördern von Brennstoffen
oder Brennstoffzusätzen für Brennkraftmaschinen
geeignet. Die Hubkolbenpumpe 101 umfasst innenliegend einen
Förderraum 102, der im Betrieb der Hubkolbenpumpe
mit einem Fluid gefüllt ist. Der Förderraum 102 weist
eine Eintrittsöffnung 103 auf, die den Förderraum 102 mit
einem Eintrittskanal 104 verbindet. Der Eintrittskanal 104 ist über
eine Fluidleitung (nicht dargestellt) mit einem Vorratsbereich (nicht
dargestellt) verbunden, der den Förderraum 102 mit
Fluid versorgt. In dem Eintrittskanal 104 ist ein Filter
(nicht dargestellt) angeordnet, um in an sich bekannter Weise in
dem Fluid enthaltene Partikel an einem Eintritt in den Förderraum 102 zu
hindern. Die Durchtritts- und Förderrichtung der Hubkolbenpumpe 101 ist
durch den Pfeil 106 gekennzeichnet.In 2 is another embodiment of a reciprocating pump 101 shown. The reciprocating pump 101 , which is presently designed as a metering pump, is particularly suitable for conveying fuels or fuel additives for internal combustion engines. The reciprocating pump 101 includes inside a conveyor room 102 , which is filled in the operation of the reciprocating pump with a fluid. The pump room 102 has an inlet opening 103 on that the delivery room 102 with an entrance channel 104 combines. The entrance channel 104 is connected via a fluid line (not shown) with a storage area (not shown), the conveyor room 102 supplied with fluid. In the entrance channel 104 a filter (not shown) is arranged to in a known manner in the fluid contained particles at an inlet into the pumping chamber 102 to prevent. The passage and conveying direction of the reciprocating pump 101 is by the arrow 106 characterized.
Wesentliche
Teile der Hubkolbenpumpe 101 sind rotationssymmetrisch
bezüglich einer Symmetrieachse 107 ausgebildet.
Insbesondere ist eine Außenwand des Förderraums 102 zylinderförmig
und entlang ihrer axialen Erstreckung gestuft ausgebildet und weist
eine Rotationssymmetrie bezüglich der Symmetrieachse 107 auf.
In den Förderraum 102 sind verschiedene Teile
der Hubkolbenpumpe 101 eingebracht, so dass der Förderraum 102 insgesamt in
mehrere untereinander verbundene Kammern aufgeteilt ist, wie sich
aus der nachstehenden Erläuterung ergibt. An einer der
Eintrittsöffnung 103 gegenüberliegenden
Seite weist der Förderraum 102 eine Austrittsöffnung 108 auf,
durch die eine Fluidverbindung des Förderraums 102 mit
einem Austrittskanal 109 herstellbar ist. Der Austrittskanal 109 ist über eine Fluidleitung
(nicht dargestellt) mit einem Abnahmebereich (nicht dargestellt)
für das Fluid verbunden. Insbesondere bei der Verwendung
der Hubkolbenpumpe als Förderpumpe für Brennstoff
oder Brennstoffzusätze kann es sich bei dem Abnahmebereich
um eine Abgasanlage einer Brennstoffmaschine handeln. Von der Hubkolbenpumpe 101 geförderter
Brennstoff kann dabei zur Abgasnachbehandlung in die Abgasanlage
eingeleitet werden. Um ein für die Brennkraftmaschine schädliches
Eindringen von Abgasen in das Brennstoffsystem zu verhindern, und um
auch bei Vorliegen eines Überdrucks im Vorratsbereich des
Fluids ein ungewünschtes Austreten von Fluid in den Abnahmebereich
zu verhindern, weist die Hubkolbenpumpe 101 eine Mehrzahl
von Ventilen auf, wie nachstehend noch näher erläutert
wird.Essential parts of the reciprocating pump 101 are rotationally symmetric with respect to an axis of symmetry 107 educated. In particular, an outer wall of the delivery chamber 102 formed cylindrical and stepped along its axial extent and has a rotational symmetry with respect to the axis of symmetry 107 on. In the pump room 102 are different parts of the reciprocating pump 101 introduced so that the delivery room 102 is divided into a total of several interconnected chambers, as will be apparent from the following explanation. At one of the entrance opening 103 opposite side, the delivery chamber 102 an outlet opening 108 on, through which a fluid connection of the delivery chamber 102 with an exit channel 109 can be produced. The exit channel 109 is connected via a fluid line (not shown) with a removal area (not shown) for the fluid. In particular, when using the reciprocating pump as a feed pump for fuel or fuel additives, it may be in the removal area to an exhaust system of a fuel machine. From the reciprocating pump 101 subsidized fuel can be introduced to the exhaust aftertreatment in the exhaust system. In order to prevent harmful for the internal combustion engine intrusion of exhaust gases into the fuel system, and to prevent even in the presence of an overpressure in the storage region of the fluid unwanted leakage of fluid into the removal region, the reciprocating pump 101 a plurality of valves, as will be explained in more detail below.
Um
durch die Eintrittsöffnung 103 in den Förderraum 102 eintretendes
Fluid durch die Austrittsöffnung 108 zu fördern,
ist in dem Förderraum 102 ein mehrteiliger Aktor 110 axial
verlagerbar angeordnet. Der Aktor 110 umfasst einen Magnetanker 111 und eine
Kolbenstange 112, die vorliegend in axialer Richtung zueinander
benachbart in dem Förderraum 102 angeordnet und
relativ zueinander axial verlagerbar sind. Der Magnetanker 111 ist
nahe der Eintrittsöffnung 103 angeordnet und weist
in seiner der Eintrittsöffnung 103 zugewandten
Stirnseite eine gestufe Ausnehmung auf. Ein Ventilgliedelement 150 ist in
die gestufe Ausnehmung eingeschraubt und überragt den Magnetanker 111 in
Richtung auf die Eintrittsöffnung 103 hin. Durch
den zwischen einer Außenumfangsfläche des Ventilgliedelements 150 und
einer Innenumfangsfläche der gestuften Ausnehmung des Magnetankers 111 liegenden
Bereich ist ein Ringspalt 113 gebildet, in dem ein vorliegend
als Schraubenfeder oder als Spiraldruckfeder ausgebildetes Federelement 114 ist
mit einem ersten Ende aufgenommen ist. Das Federelement 114 stützt
sich mit seinem zweiten Ende in einer Vertiefung 115 eines
Kernflansches 116 ab. Das Federelement 114 spannt
den Aktor 110 dabei in Richtung der Austrittsöffnung 108 vor.
In der Darstellung gemäß 1 ist der
Aktor 110 vollständig in Richtung der Austrittsöffnung 108 verlagert.To pass through the entrance 103 in the pump room 102 entering fluid through the outlet opening 108 to promote is in the funding area 102 a multipart actuator 110 arranged axially displaceable. The actor 110 includes a magnetic armature 111 and a piston rod 112 , Which in the present case in the axial direction adjacent to each other in the delivery chamber 102 arranged and axially displaceable relative to each other. The magnet armature 111 is near the entrance opening 103 arranged and has in its the inlet opening 103 facing end face on a step recess. A valve member element 150 is screwed into the recess and protrudes beyond the magnet armature 111 towards the inlet 103 out. By between an outer peripheral surface of the valve member member 150 and an inner circumferential surface of the stepped recess of the magnet armature 111 lying area is an annular gap 113 formed in which a presently designed as a helical spring or as a helical compression spring spring element 114 is recorded with a first end. The spring element 114 supports with its second end in a depression 115 a core flange 116 from. The spring element 114 tenses the actor 110 while in the direction of the outlet opening 108 in front. In the illustration according to 1 is the actor 110 completely in the direction of the outlet opening 108 relocated.
Die
Kolbenstange 112 des Aktors 110 ist in einem Bereich
des Förderraums 112 nahe der Austrittsöffnung 108 angeordnet
und an ihrem austrittsseitigen Ende in einem Dosierzylinder 117 axial
verlagerbar geführt. Die Kolbenstange weist an ihrem von
der Austrittsöffnung 108 abgewandten, dem Magnetanker 111 zugewandten
Ende einen radial verkleinerten Bereich 152 auf, an den
sich in Richtung auf den Magnetanker 111 hin ein Abstützteil 151 anschließt.
Das Abstützteil 151 ist auf einem radial verkleinerten
Anschlußbereich 157 der Kolbenstange 112 aufgenommen
und weist eine dem Magnetanker zugewandte Stirnfläche auf,
die gemeinsam mit einer Stirnfläche des radial verkleinerten
Anschlußbereichs 157 an einer der Austrittsöffnung 108 zugewandten
Stirnseite des Magnetankers 111 anlagerbar ist, so dass
in axialer Richtung wirkende Kräfte zwischen Kolbenstange 112 und
Magnetanker 111 übertragbar sind. Das Abstützteil 151 weist
eine radiale Auskragung mit einem der Austrittsöffnung 108 zugewandten
Randbereich auf, auf dem sich ein erstes Ende eines als Schraubenfeder
oder Spiraldruckfeder ausgebildeten Federglieds 154 abstützt.
Das Federglied 154 umschließt das Abstützteil 151 und den
radial verkleinerten Bereich 152 der Kolbenstange 112 radial,
wobei sich ein zweites Ende des Federglieds 154 an einer
Schulter eines Öffnungsbereichs 153 des Dosierzylinders 117 abstützt,
so dass die Kolbenstange 112 durch das Federglied 154 in Richtung
des Magnetankers 111 und der Eintrittsöffnung 103 vorgespannt
ist. In der Darstellung gemäß 2 ist
die Kolbenstange 112 vollständig in Richtung der
Austrittsöffnung 108 verlagert, wobei man erkennt,
dass die der Austrittsöffnung 108 zugewandte Stirnfläche
des Magnetankers 111 an dem Abstützteil 151 angelagert
ist. In dieser Stellung sind sowohl Magnetanker 111 als
auch Kolbenstange 112 durch das Federelement 114 in
Richtung der Austrittsöffnung 108 vorgespannt.The piston rod 112 of the actor 110 is in an area of the delivery room 112 near the outlet 108 arranged and at its outlet end in a metering cylinder 117 guided axially displaceable. The piston rod has at its from the outlet opening 108 turned away, the magnet armature 111 facing end a radially reduced area 152 on, towards the magnet armature 111 towards a support 151 followed. The support part 151 is on a radially reduced connection area 157 the piston rod 112 received and has a magnet armature facing end face, which together with an end face of the radially reduced connection area 157 at one of the outlet opening 108 facing end face of the armature 111 is attachable, so that forces acting in the axial direction between the piston rod 112 and magnet armature 111 are transferable. The support part 151 has a radial projection with one of the outlet opening 108 facing edge region on which a first end of a helical spring or coil spring formed spring member 154 supported. The spring link 154 encloses the support part 151 and the radially reduced area 152 the piston rod 112 radially, wherein a second end of the spring member 154 on a shoulder of an opening area 153 of the dosing cylinder 117 supports, so that the piston rod 112 through the spring member 154 in the direction of the magnet armature 111 and the entrance opening 103 is biased. In the illustration according to 2 is the piston rod 112 completely in the direction of the outlet opening 108 shifted, whereby one recognizes that the the discharge opening 108 facing end face of the armature 111 on the support part 151 is attached. In this position are both magnetic armature 111 as well as piston rod 112 by the spring element 114 in the direction of the outlet opening 108 biased.
Der
Dosierzylinder 117 ist in einem Kernteil 118,
das rotationsymmetrisch bezüglich der Symmetrieachse 107 ausgebildet
ist, gehalten. Eine Führungshülse 155 aus
Teflon ist in dem Kernteil 118 aufgenommen, wobei der Magnetanker 111 radial
von der Führungshülse 155 umgriffen und
in dieser axial verlagerbar gehalten ist. Der Kernflansch 116 und das
Kernteil 117 sind jeweils abschnittsweise von einem eine
Magnetspule 119 aufnehmenden Spulengehäuse 120 umgeben.
Innenseitige Flächen des Kernflanschs 116, des
Kernteils 118 und des Spulengehäuses 120 bilden
dabei gemeinsam die Begrenzungsflächen des Förderraums 102.
Eine erste Teilkammer des Förderraums 102 ist
dabei durch den zwischen dem Magnetanker 111 und dem Kernflansch 116 befindlichen
Raum gebildet. In der Darstellung gemäß 2,
in der der Magnetanker 111 vollständig in Richtung
der Austrittsöffnung 108 verlagert ist, weißt
die erste Teilkammer ihr größtes Volumen auf.
Die erste Teilkammer ist über einen in dem Magnetanker 111 vorgesehenen
Verbindungskanal 156 mit einer zweiten Teilkammer verbunden, die
in dem Bereich zwischen dem Dozierzylinder 117 und dem
Magnetanker 111 angeordnet ist. Die zweite Teilkammer ist
mit einer Pumpkammer der Hubkolbenpumpe 101 verbunden,
wie nachstehend noch erläutert wird.The dosing cylinder 117 is in a core part 118 that is rotationally symmetric with respect to the axis of symmetry 107 is formed, held. A guide sleeve 155 Teflon is in the core part 118 taken, the magnet armature 111 radially from the guide sleeve 155 surrounded and held axially displaceable in this. The core flange 116 and the core part 117 are each partially from a magnetic coil 119 receiving coil housing 120 surround. Interior surfaces of the Kernflanschs 116 , the core part 118 and the bobbin case 120 together form the boundary surfaces of the delivery chamber 102 , A first compartment of the delivery room 102 is thereby by the between the magnet armature 111 and the core flange 116 formed space formed. In the illustration according to 2 in which the magnet armature 111 completely in the direction of the outlet opening 108 is displaced, the first compartment knows its largest volume. The first sub-chamber is over one in the armature 111 provided connection channel 156 connected to a second sub-chamber, which is in the area between the Dozierzylinder 117 and the armature 111 is arranged. The second sub-chamber is equipped with a pumping chamber of the reciprocating pump 101 connected, as will be explained below.
An
dem Spulengehäuse 120 ist eine elektrische Kontakteinrichtung 121 vorgesehen,
mittels der die Magnetspule 119 mit einer Spannungsquelle
verbindbar ist. Es versteht sich, dass der elektrische Anschluss 121 nicht
bezüglich der Symmetrieachse 107 rotationssymmetrisch
ausgebildet ist, sondern radial zu dem Kernteil 118 beabstandet
an das Spulengehäuse 120 angespritzt ist. Das
Spulengehäuse 120 ist von einem an dem Kernflansch 116 abgestützen Pumpengehäuse 122 und
einer an dem Kernteil 118 aufgenommenen Sicherungsscheibe 123 gehalten.On the coil housing 120 is an electrical contact device 121 provided by means of the magnetic coil 119 can be connected to a voltage source. It is understood that the electrical connection 121 not with respect to the axis of symmetry 107 is formed rotationally symmetrical, but radially to the core part 118 spaced from the bobbin case 120 is injected. The coil housing 120 is from one to the core flange 116 supported pump housing 122 and one on the core part 118 captured lock washer 123 held.
Das
erfindungsgemäße zweite Ausführungsbeispiel
funktioniert nun wie folgt:
In der in 2 dargestellten
Ausgangsstellung des Aktors 110, in der die Magnetspule 119 nicht
mit Strom beaufschlagt ist, liegt die Kolbenstange 112 des
Aktors 110 durch das Federelement 114 in Richtung
der Austrittsöffnung 108 vorgespannt an einem Ventilsitzteil 126,
in dem die Austrittsöffnung 108 angeordnet ist,
an. Die Vorspannung des Federelements 114 wird dabei über
den Magnetanker 111 und das an den Magnetanker 111 angelagerte
Abstützteil 151 auf die Kolbenstange 112 übertragen.
Im Bereich der Austrittsöffnung 108 ist ein als
O-Ring ausgebildetes Dichtmittel 124 angeordnet. Das Ventilsitzteil 126 und
das Dichtmittel 124 bilden gemeinsam einen ersten Ventilsitz
für die als erstes Ventilglied wirkende Kolbenstange 112.
Der erste Ventilsitz 124 und die Kolbenstange 112 bilden
somit gemeinsam ein erstes Innenventil 125, das in der
Ausgangsstellung des Aktors 110 fluiddicht verschlossen
ist, so dass ein Fluid aus dem Förderraum 102 nicht
durch die Austrittsöffnung 108 hindurch austreten
kann. Die austrittsseitige Stirnfläche der Kolbenstange 112 liegt
dabei fluiddicht an dem Ventilsitzteil 126 an und wird durch
das Federelement 114 an das Dichtmittel 124 gepresst.
Bei einem Ansteigen des Fluiddrucks stromaufwärts der Eintrittsöffnung 103 und
einem damit einhergehenden Ansteigen des Fluiddrucks auch im Förderraum 102 wirkt
auf die der Eintrittsöffnung 103 zugewandten Kolbenflächen
des Aktors 110 eine Kraft. Dadurch, dass die austrittsseitige
Stirnfläche der Kolbenstange 112 nicht von dem
im Förderraum 102 vorhandenen Fluid mit Druck
beaufschlagt wird, wirkt auf den Aktor 110 insgesamt eine
Kraft in Richtung der Austrittsöffnung 108. Hierdurch
wird die Abdichtung des ersten Innenventils 125 verstärkt,
da die austrittsseitige Stirnfläche der Kolbenstange 112 stärker
an das die Austrittsöffnung 108 vollständig umschließende
Dichtmittel 124 gepresst wird.The second embodiment according to the invention now works as follows:
In the in 2 shown starting position of the actuator 110 in which the magnetic coil 119 is not energized, is the piston rod 112 of the actor 110 by the spring element 114 in the direction of the outlet opening 108 prestressed on a valve seat part 126 in which the outlet opening 108 is arranged on. The bias of the spring element 114 is doing over the armature 111 and that to the magnet armature 111 attached support part 151 on the piston rod 112 transfer. In the area of the outlet opening 108 is a trained as an O-ring sealant 124 arranged. The valve seat part 126 and the sealant 124 together form a first valve seat for acting as a first valve member piston rod 112 , The first valve seat 124 and the piston rod 112 thus together form a first inner valve 125 in the starting position of the actuator 110 is sealed fluid-tight, so that a fluid from the delivery chamber 102 not through the outlet 108 can escape through. The exit-side end face of the piston rod 112 lies fluid-tight on the valve seat part 126 on and is by the spring element 114 to the sealant 124 pressed. With an increase in the fluid pressure upstream of the inlet opening 103 and a concomitant increase in the fluid pressure in the delivery room 102 acts on the entrance opening 103 facing piston surfaces of the actuator 110 a force. Characterized in that the exit-side end face of the piston rod 112 not from the pump room 102 existing fluid is pressurized acts on the actuator 110 a total of a force in the direction of the outlet opening 108 , As a result, the seal of the first inner valve 125 reinforced because the exit-side end face of the piston rod 112 stronger to the outlet 108 completely enclosing sealant 124 is pressed.
An
der dem Aktor 110 abgewandten Rückseite des Ventilsitzteils 126 ist
ein Rückschlagventil 127 angeordnet. Das Rückschlagventil 127 dichtet die
Austrittsöffnung 108 des Förderraums 102 gegen rückströmende
Flüssigkeit aus dem Abnahmebereich ab. Das Rückschlagventil 127 ist
aus einem in der Rückseite des Ventilsitzteils 126 vorgesehenen Rückschlagventilsitz 128 und
einem kugelförmigen Rückschlagventilglied 129 ausgebildet,
wobei das Rückschlagventilglied 129 mittels einer
Rückschlagventilfeder 130 in Richtung der Austrittsöffnung 108 vorgespannt
ist. Der Rückschlagventilsitz 128 und das Rückschlagventilglied 129 weisen
bei geschlossenem Rückschlagventil 127 einen bezüglich
der Symmetrieachse 107 rotationssymmetrischen, flächenhaften
Kontakt auf, so dass das Rückschlagventil 127 gasdicht
ausgebildet ist.At the the actor 110 remote from the back of the valve seat part 126 is a check valve 127 arranged. The check valve 127 seals the outlet 108 of the pump room 102 against backflowing liquid from the removal area. The check valve 127 is one in the back of the valve seat part 126 provided check valve seat 128 and a spherical check valve member 129 formed, wherein the check valve member 129 by means of a check valve spring 130 in the direction of the outlet opening 108 is biased. The check valve seat 128 and the check valve member 129 show when the check valve is closed 127 one with respect to the axis of symmetry 107 rotationally symmetric, laminar contact, so that the check valve 127 is gas-tight.
Ausgehend
von der Ausgangsstellung wird durch ein Beaufschlagen der Magnetspule 119 mit Strom
in dem Förderraum 102 der Hubkolbenpumpe 101 ein
Magnetfeld erzeugt, durch welches der Magnetanker 111 entgegen
der Vorspannung des Federelements 114 in Richtung der Eintrittsöffnung 103 verlagert
wird. Das Abstützteil 151 wird dabei von der Federkraft
des Federelements 114 entlastet, so dass auch die Kolbenstange 112,
durch das Federglied 154 in Richtung der Eintrittsöffnung 103 vorgespannt, in
Richtung der Eintrittsöffnung verlagert wird. Das erste
Innenventil 125 wird dabei geöffnet, wobei jedoch
ein Einströmen von Flüssigkeit in den Förderraum 102 durch
die Austrittsöffnung 108 durch das geschlossene
Rückschlagventil 127 verhindert ist. Bei der Verlagerung
der Kolbenstange 112 durch den Dosierzylinder 117 in
Richtung der Eintrittsöffnung 103 werden in dem
Dosierzylinder 117 radial angeordnete Ausnehmungen 131 von
der Kolbenstange 112 freigegeben, so dass Flüssigkeit
aus dem Förderraum 102 in den Bereich nahe der
Austrittsöffnung 108 gelangt. Der Bereich im Inneren
des Dosierzylinders 117 zwischen der austrittsseitigen
Stirnseite der Kobenstange 112 und der Austrittsöffnung 108 definiert
dabei eine Pumpkammer der Hubkolbenpumpe 101. Die Bewegung
des Aktors 110 in Richtung der Eintrittsöffnung 103 wird
durch ein Anschlagen des Ventilgliedelements 150 des Magnetankers 111 in
der Vertiefung 115 des Kernflanschs 116 begrenzt.
In dieser Stellung ist das Federelement 114 vollständig
gespannt. Das Ventilgliedelement 150 des Aktors 110 bildet
ein zweites Ventilglied und die Vertiefung 116 einen zweiten
Ventilsitz eines zweiten Innenventils 135, das bei vollständiger
Verlagerung des Aktors 110 in Richtung der Eintrittsöffnung 103 geschlossen
ist. Das zweite Innenventil 135 bildet ein zusätzliches
Ventil, durch welches auch bei einem Versagen des Rückschlagventils 127 ein
Austreten von Flüssigkeit oder Gas aus dem Förderraum 102 durch
die Eintrittsöffnung 103 sicher vermieden ist.
Eine weitere Abdichtung wird dabei durch eine kegelstumfförmige
Dichtfläche 133 des Magnetankers 111 gewährleistet,
die bei vollständiger Verlagerung des Magnetankers 111 in
Richtung der Eintrittsöffnung 103 an einer zweiten,
die Vertiefung 116 umgebenden Dichtfläche 134 des
Kernflanschs 116 anliegt. Bei einem Ansteigen des Fluiddrucks
stromabwärts der Austrittsöffnung 108 wird ein
Einströmen von Fluid in den Förderraum 102 durch
das geschlossene Rückschlagventil 127 unterbunden.
Falls es zu einem Versagen des Rückschlagventils 127 und einem
damit einhergehenden Ansteigen des Fluiddrucks auch in dem Förderraum 102 kommt,
wirkt auf die dem Förderraum 102 zugewandten Kolbenflächen
des Magnetankers 111 eine Kraft. Dadurch, dass die eintrittsseitige
Stirnfläche des Magnetankers 111 nicht von dem
im Förderraum 102 vorhandenen Fluid mit Druck
beaufschlagt wird, wirkt auf den Magnetanker 111 eine Kraft
in Richtung der Eintrittsöffnung 103. Hierdurch
wird die Abdichtung des zweiten Innenventils 135 verstärkt,
ein Eindringen von Fluid aus dem Förderraum 102 in
den stromaufwärts der Eintrittsöffnung 103 gelegenen Bereich
ist sicher vermieden.Starting from the initial position is by applying the solenoid 119 with electricity in the pump room 102 the reciprocating pump 101 generates a magnetic field through which the armature 111 against the bias of the spring element 114 in the direction of the inlet opening 103 is relocated. The support part 151 is determined by the spring force of the spring element 114 Relieves, so that the piston rod 112 , by the spring member 154 in the direction of the inlet opening 103 biased, is displaced in the direction of the inlet opening. The first inner valve 125 is thereby opened, but with an inflow of liquid into the pumping chamber 102 through the outlet 108 through the closed check valve 127 is prevented. When moving the piston rod 112 through the dosing cylinder 117 in the direction of the inlet opening 103 be in the dosing cylinder 117 radially arranged recesses 131 from the piston rod 112 released, allowing fluid from the delivery chamber 102 in the area near the outlet 108 arrives. The area inside the dosing cylinder 117 between the exit-side end face of the Kobenstange 112 and the exit opening 108 defines a pumping chamber of the reciprocating pump 101 , The movement of the actuator 110 in the direction of the inlet opening 103 is by striking the valve member element 150 of the magnet armature 111 in the depression 115 of the core flange 116 limited. In this position, the spring element 114 completely tense. The valve member element 150 of the actor 110 forms a second valve member and the depression 116 a second valve seat of a second inner valve 135 , with complete relocation of the actor 110 in the direction of the inlet opening 103 closed is. The second inside valve 135 forms an additional valve, through which even in the event of failure of the check valve 127 leakage of liquid or gas from the pumping chamber 102 through the entrance opening 103 is safely avoided. Another seal is made by a truncated cone-shaped sealing surface 133 of the magnet armature 111 ensured, with complete relocation of the armature 111 in the direction of the inlet opening 103 at a second, the recess 116 surrounding sealing surface 134 of the core flange 116 is applied. With an increase in the fluid pressure downstream of the outlet opening 108 becomes an inflow of fluid into the delivery chamber 102 through the closed check valve 127 prevented. If there is a failure of the check valve 127 and a concomitant increase in the fluid pressure in the delivery chamber 102 comes, affects the delivery room 102 facing piston surfaces of the armature 111 a force. Characterized in that the inlet-side end face of the magnet armature 111 not from the pump room 102 existing fluid is pressurized acts on the armature 111 a force in the direction of the inlet opening 103 , As a result, the seal of the second inner valve 135 amplified, an ingress of fluid from the pumping chamber 102 in the upstream of the inlet 103 located area is safely avoided.
Durch
ein Stromlosstellen der Magnetspule 119 wird die auf den
Magnetanker 111 wirkende Magnetkraft aufgehoben, so dass
der Aktor 110 nun angetrieben durch das Federelement 114 in
Richtung der Austrittsöffnung 108 und somit in
Richtung der Ausgangsstellung verlagert wird. Die Ausnehmungen 131 des
Dosierzylinders 117 werden von der Kolbenstange 112 des
Aktors 110 wieder verschlossen, wobei die zuvor in die
Pumpkammer eingetretene Flüssigkeit von der austrittsseitigen
Stirnfläche der Kolbensstange 112 durch die Austrittsöffnung 108 hindurch
verdrängt wird. Das Rückschlagventil 127 wird hierbei
durch den ansteigenden Fluiddruck in der Pumpkammer geöffnet.
Gleichzeitig tritt durch das nun geöffnete zweite Innenventil 135 Flüssigkeit durch
die Eintrittsöffnung 103 in den Förderraum 102 der
Hubkolbenpumpe 101 ein. Die Verlagerung des Aktors 110 wird
durch ein Auftreffen der austrittsseitigen Stirnfläche
der Kobenstange 112 auf das Ventilsitzteil 126 beendet.
In dieser Position, die der Ausgangsposition entspricht, ist das
erste Innenventil 125 geschlossen.By a Stromlosstellen the solenoid 119 will be on the magnet armature 111 acting magnetic force canceled, so that the actuator 110 now driven by the spring element 114 in the direction of the outlet opening 108 and thus shifted in the direction of the starting position. The recesses 131 of the dosing cylinder 117 be from the piston rod 112 of the actor 110 closed again, wherein the previously entered into the pumping chamber liquid from the exit-side end face of the piston rod 112 through the outlet 108 is displaced. The check valve 127 is opened by the increasing fluid pressure in the pumping chamber. At the same time enters through the now opened second inner valve 135 Liquid through the inlet 103 in the pump room 102 the reciprocating pump 101 one. The relocation of the actor 110 is by an impact of the exit-side end face of the Kobenstange 112 on the valve seat part 126 completed. In this position, which corresponds to the starting position, is the first internal valve 125 closed.
Die
beschriebenen Innenventile 125, 135 sowie das
gasdichte Rückschlagventil 127 ermöglichen vorteilhaft,
dass ein unzulässiges Ansteigen des Fluiddrucks entweder
im Abnahmebereich oder im Vorratsbereich der Hubkolbenpumpe keinen
Einfluß auf den jeweils anderen Bereich nimmt. Insbesondere kommt
es in keinem Fall zu einer ungewünschten Übertragung
von Fluid von einem Bereich in den anderen durch die Hubkolbenpumpe 101 hindurch.The described internal valves 125 . 135 and the gas-tight check valve 127 allow advantageous that an impermissible increase in the fluid pressure either in the removal area or in the storage area of the reciprocating pump does not affect the other area. In particular, there is in no case an undesired transfer of fluid from one area to the other by the reciprocating pump 101 therethrough.
In 3 ist
ein drittes Ausführungsbeispiel einer Hubkolbenpumpe 201 dargestellt.
Die Hubkolbenpumpe 201, die vorliegend als Dosierpumpe
ausgebildet ist, ist insbesondere auch zum Fördern von Brennstoffen
oder Brennstoffzusätzen für Brennkraftmaschinen
geeignet. Die Hubkolbenpumpe 201 umfasst innenliegend einen
Förderraum 202, der im Betrieb der Hubkolbenpumpe
mit einem Fluid gefüllt ist. Der Förderraum 202 weist
eine Eintrittsöffnung 203 auf, die den Förderraum 202 mit
einem Eintrittskanal 204 verbindet. Der Eintrittskanal 204 ist über
eine Fluidleitung (nicht dargestellt) mit einem Vorratsbereich (nicht
dargestellt) verbunden, der den Förderraum 202 mit
Fluid versorgt. In dem Eintrittskanal 204 ist ein Filter
(nicht dargestellt) angeordnet, um in an sich bekannter Weise in
dem Fluid enthaltene Partikel an einem Eintritt in den Förderraum 202 zu
hindern. Die Durchtritts- und Förderrichtung der Hubkolbenpumpe 201 ist
durch den Pfeil 206 gekennzeichnet.In 3 is a third embodiment of a reciprocating pump 201 shown. The reciprocating pump 201 , which is presently designed as a metering pump, is particularly suitable for conveying fuels or fuel additives for internal combustion engines. The reciprocating pump 201 includes inside a conveyor room 202 , which is filled in the operation of the reciprocating pump with a fluid. The pump room 202 has an inlet opening 203 on that the delivery room 202 with an entrance channel 204 combines. The entrance channel 204 is connected via a fluid line (not shown) with a storage area (not shown), the conveying space 202 supplied with fluid. In the entrance channel 204 a filter (not shown) is arranged to in a known manner in the fluid contained particles at an inlet into the pumping chamber 202 to prevent. The passage and conveying direction of the reciprocating pump 201 is by the arrow 206 characterized.
Wesentliche
Teile der Hubkolbenpumpe 201 sind rotationssymmetrisch
bezüglich einer Symmetrieachse 207 ausgebildet.
Insbesondere ist eine Außenwand des Förderraums 202 zylinderförmig
und entlang ihrer axialen Erstreckung gestuft ausgebildet und weist
eine Rotationssymmetrie bezüglich der Symmetrieachse 207 auf.
In den Förderraum 202 sind verschiedene Teile
der Hubkolbenpumpe 201 eingebracht, so dass der Förderraum 202 insgesamt in
mehrere untereinander verbundene Kammern aufgeteilt ist, wie sich
aus der nachstehenden Erläuterung ergibt. An einer der
Eintrittsöffnung 203 gegenüberliegenden
Seite weist der Förderraum 202 eine Austrittsöffnung 208 auf,
durch die eine Fluidverbindung des Förderraums 202 mit
einem Austrittskanal 209 herstellbar ist. Der Austrittskanal 209 ist über eine
Fluidleitung (nicht dargestellt) mit einem Abnahmebereich (nicht
dargestellt) für das Fluid verbunden. Insbesondere bei
der Verwendung der Hubkolbenpumpe 201 als Förderpumpe
für Brennstoff oder Brennstoffzusätze kann es
sich bei dem Abnahmebereich um eine Abgasanlage einer Brennstoffmaschine
handeln. Von der Hubkolbenpumpe 201 geförderter
Brennstoff kann dabei zur Abgasnachbehandlung in die Abgasanlage
eingeleitet werden. Um ein für die Brennkraftmaschine schädliches
Eindringen von Abgasen in das Brennstoffsystem zu verhindern, und um
auch bei Vorliegen eines Überdrucks im Vorratsbereich des
Fluids ein ungewünschtes Austreten von Fluid in den Abnahmebereich
zu verhindern, weist die Hubkolbenpumpe 201 eine Mehrzahl
von Ventilen auf, wie nachstehend noch näher erläutert
wird.Essential parts of the reciprocating pump 201 are rotationally symmetric with respect to an axis of symmetry 207 educated. In particular, an outer wall of the delivery chamber 202 formed cylindrical and stepped along its axial extent and has a rotational symmetry with respect to the axis of symmetry 207 on. In the pump room 202 are different parts of the reciprocating pump 201 introduced so that the delivery room 202 is divided into a total of several interconnected chambers, as will be apparent from the following explanation. At one of the entrance opening 203 opposite side, the delivery chamber 202 an outlet opening 208 on, through which a fluid connection of the delivery chamber 202 with an exit channel 209 can be produced. The exit channel 209 is connected via a fluid line (not shown) with a removal area (not shown) for the fluid. Especially when using the reciprocating pump 201 As a delivery pump for fuel or fuel additives, the removal area may be an exhaust system of a fuel machine. From the reciprocating pump 201 subsidized fuel can be introduced to the exhaust aftertreatment in the exhaust system. In order to prevent harmful for the internal combustion engine intrusion of exhaust gases into the fuel system, and to prevent even in the presence of an overpressure in the storage region of the fluid unwanted leakage of fluid into the removal region, the reciprocating pump 201 a plurality of valves, as will be explained in more detail below.
Um
durch die Eintrittsöffnung 203 in den Förderraum 202 eintretendes
Fluid durch die Austrittsöffnung 208 zu fördern,
ist in dem Förderraum 202 ein mehrteiliger Aktor 210 axial
verlagerbar angeordnet. Der Aktor 210 umfasst einen Magnetanker 211 und eine
Kolbenstange 212, die vorliegend relativ zueinander axial
verlagerbar sind. Der Magnetanker 211 weist dazu eine zentrale,
den Magnetanker 211 vollständig durchsetzende
Bohrung 261 auf, in der die Kolbenstange 212 axial
verlagerbar aufgenommen ist. Die Kolbenstange 212 erstreckt
sich axial nahezu vollständig durch den Förderraum 202 und
weist nahe ihres der Eintrittsöffnung 203 zugewandten
Endes eine radiale Auskragung 260 auf. Die radiale Auskragung 260 ist
in einer der Eintrittsöffnung 203 zugewandten
Ausnehmung des Magnetankers 211 aufgenommen, wobei die
Auskragung 260 eine der Austrittsöffnung 208 zugewandte
erste Randfläche aufweist, die an einem Schulterbereich
der Ausnehmung des Magnetankers 211 anlagerbar ist, so
dass in axialer Richtung wirkende Kräfte zwischen Kolbenstange 212 und
Magnetanker 211 übertragbar sind. An die radiale
Auskragung 260 schließt sich ein in seinem Durchmesser
gegenüber der Auskragung 260 verkleinerter Endabschnitt 262 der
Kolbenstange 212 an. Ein vorliegend als Schraubenfeder
ausgebildetes Federelement 114 umgreift den Endabschnitt 262 der
Kolbenstange 212 radial und stützt sich an einem
ersten Ende an einer zweiten, der Eintrittsöffnung 203 zugewandten
Randfläche der Auskragung 260 ab. Das Federelement 214 stützt
sich mit seinem zweiten Ende in einer Vertiefung 215 eines
Kernflansches 216 ab. Das Federelement 214 spannt
die Kolbenstange 212 dabei in Richtung der Austrittsöffnung 208 vor.
In der Darstellung gemäß 3 ist der
Aktor 210 vollständig in Richtung der Austrittsöffnung 208 verlagert.
Die Kolbenstange 212 des Aktors 210 ist an ihrem
austrittsseitigen Ende in einem Dosierzylinder 217 axial
verlagerbar geführt. In der Darstellung gemäß 3 ist die
Kolbenstange 212 vollständig in Richtung der Austrittsöffnung 208 verlagert,
wobei man erkennt, dass die der Austrittsöffnung 208 zugewandte
Stirnfläche des Magnetankers 211 an der Auskragung 260 angelagert
ist. In dieser Stellung sind sowohl Magnetanker 211 als
auch Kolbenstange 212 durch das Federelement 214 in
Richtung der Austrittsöffnung 208 vorgespannt.To pass through the entrance 203 in the pump room 202 entering fluid through the outlet opening 208 to promote is in the funding area 202 a multipart actuator 210 arranged axially displaceable. The actor 210 includes a magnetic armature 211 and a piston rod 212 , which in the present case are axially displaceable relative to each other. The magnet armature 211 has a central, the armature 211 completely penetrating bore 261 on, in which the piston rod 212 is accommodated axially displaceable. The piston rod 212 extends axially almost completely through the delivery chamber 202 and points near its entrance 203 facing end a radial projection 260 on. The radial projection 260 is in one of the entrance opening 203 facing recess of the armature 211 taken, with the projection 260 one of the exit opening 208 facing first edge surface, which at a shoulder region of the recess of the magnet armature 211 is attachable, so that forces acting in the axial direction between the piston rod 212 and magnet armature 211 are transferable. To the radial projection 260 closes in its diameter opposite the projection 260 reduced end section 262 the piston rod 212 at. A presently designed as a helical spring spring element 114 surrounds the end section 262 the piston rod 212 radially and is supported at a first end to a second, the inlet opening 203 facing edge surface of the projection 260 from. The spring element 214 supports with its second end in a depression 215 a core flange 216 from. The spring element 214 clamps the piston rod 212 while in the direction of the outlet opening 208 in front. In the illustration according to 3 is the actor 210 completely in the direction of the outlet opening 208 relocated. The piston rod 212 of the actor 210 is at its exit end in a metering cylinder 217 guided axially displaceable. In the illustration according to 3 is the piston rod 212 completely in the direction of the outlet opening 208 shifted, whereby one recognizes that the the discharge opening 208 facing end face of the armature 211 at the overhang 260 is attached. In this position are both magnetic armature 211 as well as piston rod 212 by the spring element 214 in the direction of the outlet opening 208 biased.
Der
Dosierzylinder 217 ist in einem Kernteil 218,
das rotationsymmetrisch bezüglich der Symmetrieachse 207 ausgebildet
ist, gehalten. Eine Führungshülse 255 aus
Teflon ist in dem Kernteil 218 aufgenommen, wobei der Magnetanker 211 radial
von der Führungshülse 255 umgriffen und
in dieser axial verlagerbar gehalten ist. Der Kernflansch 216 und das
Kernteil 217 sind jeweils abschnittsweise von einem eine
Magnetspule 219 aufnehmenden Spulengehäuse 220 umgeben.
Innenseitige Flächen des Kernflanschs 216, des
Kernteils 218 und des Spulengehäuses 120 bilden
dabei gemeinsam die Begrenzungsflächen des Förderraums 202.
Eine erste Teilkammer des Förderraums 202 ist
dabei durch den zwischen dem Magnetanker 211 und dem Kernflansch 216 befindlichen
Raum gebildet. In der Darstellung gemäß 3,
in der der Magnetanker 211 vollständig in Richtung
der Austrittsöffnung 208 verlagert ist, weißt
die erste Teilkammer ihr größtes Volumen auf.
Die erste Teilkammer ist über einen in dem Magnetanker 211 vorgesehenen
Verbindungskanal 256 mit einer zweiten Teilkammer verbunden, die
in dem Bereich zwischen dem Dozierzylinder 217 und dem
Magnetanker 211 angeordnet ist. Die zweite Teilkammer ist
mit einer Pumpkammer der Hubkolbenpumpe 201 verbunden,
wie nachstehend noch erläutert wird.The dosing cylinder 217 is in a core part 218 that is rotationally symmetric with respect to the axis of symmetry 207 is formed, held. A guide sleeve 255 Teflon is in the core part 218 taken, the magnet armature 211 radially from the guide sleeve 255 surrounded and held axially displaceable in this. The core flange 216 and the core part 217 are each partially from a magnetic coil 219 receiving coil housing 220 surround. Inner surfaces of the core flange 216 , the core part 218 and the bobbin case 120 together form the boundary surfaces of the delivery chamber 202 , A first compartment of the delivery room 202 is thereby by the between the magnet armature 211 and the core flange 216 formed space formed. In the illustration according to 3 in which the magnet armature 211 completely in the direction of the outlet opening 208 is displaced, the first compartment knows its largest volume. The first sub-chamber is over one in the armature 211 provided connection channel 256 connected to a second sub-chamber, which is in the area between the Dozierzylinder 217 and the armature 211 is arranged. The second sub-chamber is equipped with a pumping chamber of the reciprocating pump 201 connected, as will be explained below.
An
dem Spulengehäuse 220 ist eine elektrische Kontakteinrichtung 221 vorgesehen,
mittels der die Magnetspule 219 mit einer Spannungsquelle
verbindbar ist. Es versteht sich, dass der elektrische Anschluss 221 nicht
bezüglich der Symmetrieachse 207 rotationssymmetrisch
ausgebildet ist, sondern radial zu dem Kernteil 218 beabstandet
an das Spulengehäuse 220 angespritzt ist. Das
Spulengehäuse 220 ist von einem an dem Kernflansch 216 abgestützen Pumpengehäuse 222 und
einer an dem Kernteil 218 aufgenommenen Sicherungsscheibe 223 gehalten.On the coil housing 220 is an electrical contact device 221 provided by means of the magnetic coil 219 can be connected to a voltage source. It is understood that the electrical connection 221 not with respect to the axis of symmetry 207 is formed rotationally symmetrical, but radially to the core part 218 spaced from the bobbin case 220 is injected. The coil housing 220 is from one to the core flange 216 supported pump housing 222 and one on the core part 218 captured lock washer 223 held.
Das
erfindungsgemäße dritte Ausführungsbeispiel
funktioniert nun wie folgt:
In der in 3 dargestellten
Ausgangsstellung des Aktors 210, in der die Magnetspule 219 nicht
mit Strom beaufschlagt ist, liegt die Kolbenstange 212 des
Aktors 210 durch das Federelement 214 in Richtung
der Austrittsöffnung 208 vorgespannt an einem Ventilsitzteil 226,
in dem die Austrittsöffnung 208 angeordnet ist,
an. Die Vorspannung des Federelements 214 wird dabei über
die Auskragung 260 auf den Magnetanker 211 übertragen,
so dass auch der Magnetanker 211 vollständig in
Richtung der Austrittsöffnung 208 verlagert ist.
Erkennbar liegt der Magnetanker 211 dabei nicht an dem
Dosierzylinder 217 an. Im Bereich der Austrittsöffnung 208 ist
ein als O-Ring ausgebildetes Dichtmittel 224 angeordnet. Das
Ventilsitzteil 226 und das Dichtmittel 224 bilden gemeinsam
einen ersten Ventilsitz für die als erstes Ventilglied
wirkende Kolbenstange 212. Der erste Ventilsitz 224 und
die Kolbenstange 212 bilden somit gemeinsam ein erstes
Innenventil 225, das in der Ausgangsstellung des Aktors 210 fluiddicht
verschlossen ist, so dass ein Fluid aus dem Förderraum 202 nicht
durch die Austrittsöffnung 208 hindurch austreten
kann. Die austrittsseitige Stirnfläche der Kolbenstange 212 liegt
dabei fluiddicht an dem Ventilsitzteil 226 an und wird
durch das Federelement 214 an das Dichtmittel 224 gepresst.
Bei einem Ansteigen des Fluiddrucks stromaufwärts der Eintrittsöffnung 203 und
einem damit einhergehenden Ansteigen des Fluiddrucks auch im Förderraum 202 wirkt
auf die der Eintrittsöffnung 203 zugewandten Kolbenflächen
des Aktors 210 eine Kraft. Dadurch, dass die austrittsseitige
Stirnfläche der Kolbenstange 212 nicht von dem
im Förderraum 202 vorhandenen Fluid mit Druck
beaufschlagt wird, wirkt auf den Aktor 210 insgesamt eine
Kraft in Richtung der Austrittsöffnung 208. Hierdurch
wird die Abdichtung des ersten Innenventils 225 verstärkt,
da die austrittsseitige Stirnfläche der Kolbenstange 212 stärker
an das die Austrittsöffnung 208 vollständig
umschließende Dichtmittel 224 gepresst wird.The third embodiment according to the invention now works as follows:
In the in 3 shown starting position of the actuator 210 in which the magnetic coil 219 is not energized, is the piston rod 212 of the actor 210 by the spring element 214 in the direction of the outlet opening 208 prestressed on a valve seat part 226 in which the outlet opening 208 is arranged on. The bias of the spring element 214 is doing over the overhang 260 on the magnet armature 211 transferred, so that also the magnet armature 211 completely in the direction of the outlet opening 208 is relocated. Visible is the armature 211 not on the dosing cylinder 217 at. In the area of the outlet opening 208 is a trained as an O-ring sealant 224 arranged. The valve seat part 226 and the sealant 224 together form a first valve seat for acting as a first valve member piston rod 212 , The first valve seat 224 and the piston rod 212 thus together form a first inner valve 225 in the starting position of the actuator 210 is sealed fluid-tight, so that a fluid from the delivery chamber 202 not through the outlet 208 can escape through. The exit-side end face of the piston rod 212 lies fluid-tight on the valve seat part 226 on and is by the spring element 214 to the sealant 224 pressed. With an increase in the fluid pressure upstream of the inlet opening 203 and a concomitant increase in the fluid pressure in the delivery room 202 acts on the entrance opening 203 facing Piston surfaces of the actuator 210 a force. Characterized in that the exit-side end face of the piston rod 212 not from the pump room 202 existing fluid is pressurized acts on the actuator 210 a total of a force in the direction of the outlet opening 208 , As a result, the seal of the first inner valve 225 reinforced because the exit-side end face of the piston rod 212 stronger to the outlet 208 completely enclosing sealant 224 is pressed.
An
der dem Aktor 210 abgewandten Rückseite des Ventilsitzteils 226 ist
ein Rückschlagventil 227 angeordnet. Das Rückschlagventil 227 dichtet die Austrittsöffnung 208 des
Förderraums 202 gegen rückströmende
Flüssigkeit aus dem Abnahmebereich ab. Das Rückschlagventil 227 ist
aus einem in der Rückseite des Ventilsitzteils 226 vorgesehenen Rückschlagventilsitz 228 und
einem kugelförmigen Rückschlagventilglied 229 ausgebildet,
wobei das Rückschlagventilglied 229 mittels einer
Rückschlagventilfeder 230 in Richtung der Austrittsöffnung 208 vorgespannt
ist. Der Rückschlagventilsitz 228 und das Rückschlagventilglied 229 weisen
bei geschlossenem Rückschlagventil 227 einen bezüglich
der Symmetrieachse 207 rotationssymmetrischen, flächenhaften
Kontakt auf, so dass das Rückschlagventil 227 gasdicht
ausgebildet ist.At the the actor 210 remote from the back of the valve seat part 226 is a check valve 227 arranged. The check valve 227 seals the outlet 208 of the pump room 202 against backflowing liquid from the removal area. The check valve 227 is one in the back of the valve seat part 226 provided check valve seat 228 and a spherical check valve member 229 formed, wherein the check valve member 229 by means of a check valve spring 230 in the direction of the outlet opening 208 is biased. The check valve seat 228 and the check valve member 229 show when the check valve is closed 227 one with respect to the axis of symmetry 207 rotationally symmetric, laminar contact, so that the check valve 227 is gas-tight.
Ausgehend
von der Ausgangsstellung wird durch ein Beaufschlagen der Magnetspule 219 mit Strom
in dem Förderraum 202 der Hubkolbenpumpe 201 ein
Magnetfeld erzeugt, durch welches der Magnetanker 211 entgegen
der Vorspannung des Federelements 214 in Richtung der Eintrittsöffnung 203 verlagert
wird. Der Magnetanker 211 wirkt dabei auf die Auskragung 260 der
Kolbenstange 212 ein, so dass gemeinsam mit dem Magnetanker 211 auch
die Kolbenstange 212 in Richtung der Eintrittsöffnung 203 verlagert
wird. Das erste Innenventil 225 wird dabei geöffnet,
wobei jedoch ein Einströmen von Flüssigkeit in
den Förderraum 202 durch die Austrittsöffnung 208 durch
das geschlossene Rückschlagventil 227 verhindert
ist. Bei der Verlagerung der Kolbenstange 212 durch den
Dosierzylinder 217 in Richtung der Eintrittsöffnung 203 werden
in dem Dosierzylinder 217 radial angeordnete Ausnehmungen 231 von der
Kolbenstange 212 freigegeben, so dass Flüssigkeit
aus dem Förderraum 202 in den Bereich nahe der
Austrittsöffnung 208 gelangt. Der Bereich im Inneren
des Dosierzylinders 217 zwischen der austrittsseitigen
Stirnseite der Kobenstange 212 und der Austrittsöffnung 208 definiert
dabei eine Pumpkammer der Hubkolbenpumpe 201. Die Bewegung
des Aktors 210 in Richtung der Eintrittsöffnung 203 wird durch
ein Anschlagen eines auf dem verjüngten Endbereich 262 der
Ventilstange 212 angeordneten Dichtelements 232 in
der Vertiefung 215 des Kernflanschs 216 begrenzt.
In dieser Stellung ist das Federelement 114 vollständig
gespannt. Der verjüngte Endbereich 262 des Aktors 210 bildet
ein zweites Ventilglied und die Vertiefung 216 einen zweiten Ventilsitz
eines zweiten Innenventils 235, das bei vollständiger
Verlagerung des Aktors 210 in Richtung der Eintrittsöffnung 203 geschlossen
ist. Das zweite Innenventil 235 bildet ein zusätzliches
Ventil, durch welches auch bei einem Versagen des Rückschlagventils 227 ein
Austreten von Flüssigkeit oder Gas aus dem Förderraum 202 durch
die Eintrittsöffnung 203 sicher vermieden ist.
Eine weitere Abdichtung wird dabei durch eine kegelstumfförmige
Dichtfläche 233 des Magnetankers 211 gewährleistet,
die bei vollständiger Verlagerung des Magnetankers 211 in Richtung
der Eintrittsöffnung 203 an einer zweiten, die
Vertiefung 216 umgebenden Dichtfläche 234 des Kernflanschs 216 anliegt.
Bei einem Ansteigen des Fluiddrucks stromabwärts der Austrittsöffnung 208 wird
ein Einströmen von Fluid in den Förderraum 202 durch
das geschlossene Rückschlagventil 227 unterbunden.
Falls es zu einem Versagen des Rückschlagventils 227 und
einem damit einhergehenden Ansteigen des Fluiddrucks auch in dem
Förderraum 202 kommt, wirkt auf die dem Förderraum 202 zugewandten
Kolbenflächen des Magnetankers 211 eine Kraft.
Dadurch, dass die eintrittsseitige Stirnfläche des Magnetankers 211 nicht
von dem im Förderraum 202 vorhandenen Fluid mit
Druck beaufschlagt wird, wirkt auf den Magnetanker 211 eine
Kraft in Richtung der Eintrittsöffnung 203. Hierdurch
wird die Abdichtung Förderraums 202 verstärkt.
Ebenso wirkt auf die dem Förderraum 202 zugewandten
Kolbenflächen der Kolbenstange 212 eine Kraft.
Dadurch, dass die eintrittsseitige Stirnfläche des Magnetankers 212 nicht
von dem im Förderraum 202 vorhandenen Fluid mit
Druck beaufschlagt wird, wirkt auf die Kolbenstange 212 eine
Kraft in Richtung der Eintrittsöffnung 203, wodurch
eine Abdichtung des zweiten Innenventils 235 verstärkt
und ein Eindringen von Fluid aus dem Förderraum 202 in
den stromaufwärts der Eintrittsöffnung 203 gelegenen
Bereich sicher vermieden ist.Starting from the initial position is by applying the solenoid 219 with electricity in the pump room 202 the reciprocating pump 201 generates a magnetic field through which the armature 211 against the bias of the spring element 214 in the direction of the inlet opening 203 is relocated. The magnet armature 211 acts on the overhang 260 the piston rod 212 one, so in common with the magnet armature 211 also the piston rod 212 in the direction of the inlet opening 203 is relocated. The first inner valve 225 is thereby opened, but with an inflow of liquid into the pumping chamber 202 through the outlet 208 through the closed check valve 227 is prevented. When moving the piston rod 212 through the dosing cylinder 217 in the direction of the inlet opening 203 be in the dosing cylinder 217 radially arranged recesses 231 from the piston rod 212 released, allowing fluid from the delivery chamber 202 in the area near the outlet 208 arrives. The area inside the dosing cylinder 217 between the exit-side end face of the Kobenstange 212 and the exit opening 208 defines a pumping chamber of the reciprocating pump 201 , The movement of the actuator 210 in the direction of the inlet opening 203 is by hitting one on the tapered end area 262 the valve rod 212 arranged sealing element 232 in the depression 215 of the core flange 216 limited. In this position, the spring element 114 completely tense. The tapered end area 262 of the actor 210 forms a second valve member and the recess 216 a second valve seat of a second inner valve 235 , with complete relocation of the actor 210 in the direction of the inlet opening 203 closed is. The second inside valve 235 forms an additional valve, through which even in the event of failure of the check valve 227 leakage of liquid or gas from the pumping chamber 202 through the entrance opening 203 is safely avoided. Another seal is made by a truncated cone-shaped sealing surface 233 of the magnet armature 211 ensured, with complete relocation of the armature 211 in the direction of the inlet opening 203 at a second, the recess 216 surrounding sealing surface 234 of the core flange 216 is applied. With an increase in the fluid pressure downstream of the outlet opening 208 becomes an inflow of fluid into the delivery chamber 202 through the closed check valve 227 prevented. If there is a failure of the check valve 227 and a concomitant increase in the fluid pressure in the delivery chamber 202 comes, affects the delivery room 202 facing piston surfaces of the armature 211 a force. Characterized in that the inlet-side end face of the magnet armature 211 not from the pump room 202 existing fluid is pressurized acts on the armature 211 a force in the direction of the inlet opening 203 , As a result, the sealing delivery chamber 202 strengthened. The same applies to the delivery room 202 facing piston surfaces of the piston rod 212 a force. Characterized in that the inlet-side end face of the magnet armature 212 not from the pump room 202 existing fluid is pressurized acts on the piston rod 212 a force in the direction of the inlet opening 203 , whereby a seal of the second inner valve 235 reinforced and an ingress of fluid from the pumping chamber 202 in the upstream of the inlet 203 area is safely avoided.
Durch
ein Stromlosstellen der Magnetspule 219 wird die auf den
Magnetanker 211 wirkende Magnetkraft aufgehoben, so dass
der Aktor 210 nun angetrieben durch das Federelement 214 in
Richtung der Austrittsöffnung 208 und somit in
Richtung der Ausgangsstellung verlagert wird, wobei die Kolbenstange 212 über
die Auskragung 260 den Magnetanker 211 in Richtung
der Austrittsöffnung 208 verlagert. Die Ausnehmungen 231 des
Dosierzylinders 217 werden von der Kolbenstange 212 des
Aktors 210 wiederverschlossen, wobei die zuvor in die Pumpkammer
eingetretene Flüssigkeit von der austrittsseitigen Stirnfläche
der Kolbensstange 212 durch die Austrittsöffnung 208 hindurch
verdrängt wird. Das Rückschlagventil 227 wird
hierbei durch den ansteigenden Fluiddruck in der Pumpkammer geöffnet.
Gleichzeitig tritt durch das nun geöffnete zweite Innenventil 235 Flüssigkeit
durch die Eintrittsöffnung 203 in den Förderraum 202 der
Hubkolbenpumpe 201 ein. Die Verlagerung des Aktors 210 wird durch
ein Auftreffen der austrittsseitigen Stirnfläche der Kobenstange 212 auf
das Ventilsitzteil 226 beendet. In dieser Position, die
der Ausgangsposition entspricht, ist das erste Innenventil 225 geschlossen.By a Stromlosstellen the solenoid 219 will be on the magnet armature 211 acting magnetic force canceled, so that the actuator 210 now driven by the spring element 214 in the direction of the outlet opening 208 and thus displaced in the direction of the starting position, wherein the piston rod 212 over the overhang 260 the magnet armature 211 in the direction of the outlet opening 208 relocated. The recesses 231 of the dosing cylinder 217 be from the piston rod 212 of the actor 210 resealed, wherein the previously entered into the pumping chamber liquid from the exit-side end face of the piston rod 212 through the outlet 208 is displaced. The check valve 227 is opened by the increasing fluid pressure in the pumping chamber. At the same time enters through the now opened second inner valve 235 Liquid through the inlet opening 203 in the pump room 202 the reciprocating pump 201 one. The relocation of the actor 210 is by an impact of the exit-side end face of the Kobenstange 212 on the valve seat part 226 completed. In this position, which corresponds to the starting position, is the first internal valve 225 closed.
Die
beschriebenen Innenventile 225, 235 sowie das
gasdichte Rückschlagventil 227 ermöglichen vorteilhaft,
dass ein unzulässiges Ansteigen des Fluiddrucks entweder
im Abnahmebereich oder im Vorratsbereich der Hubkolbenpumpe keinen
Einfluß auf den jeweils anderen Bereich nimmt. Insbesondere kommt
es in keinem Fall zu einer ungewünschten Übertragung
von Fluid von einem Bereich in den anderen durch die Hubkolbenpumpe 201 hindurch.The described internal valves 225 . 235 and the gas-tight check valve 227 allow advantageous that an impermissible increase in the fluid pressure either in the removal area or in the storage area of the reciprocating pump does not affect the other area. In particular, there is in no case an undesired transfer of fluid from one area to the other by the reciprocating pump 201 therethrough.
In 4 ist
ein gegenüber der in 3 dargestellten
Hubkolbenpumpe 201 abgewandeltes Ausführungsbeispiel
einer Hubkolbenpumpe 301 dargestellt. Wesentliche Elemente
der Hubkolbenpumpe 301 entsprechen dabei denen der Hubkolbenpumpe 201 gemäß des
dritten Ausführungsbeispiels, so dass nachstehend lediglich
die Unterschiede beider Ausführungsbeispiele näher
erläutert werden. Baugleiche und funktional vergleichbare
Teile zu dem in 3 dargestellten dritten Ausführungbeispiel
sind dabei mit um 100 erhöhten Bezugszeichen versehen.In 4 is one opposite the in 3 illustrated reciprocating pump 201 modified embodiment of a reciprocating pump 301 shown. Essential elements of the reciprocating pump 301 correspond to those of the reciprocating pump 201 according to the third embodiment, so that only the differences between the two embodiments will be explained in more detail below. Identical and functionally comparable parts to the in 3 illustrated third embodiment example are with 100 provided increased reference numerals.
Die
Hubkolbenpumpe 301 umfasst einen Aktor 310 mit
einem Magnetanker 311, der vorliegend als hohlzylinderförmiges
Bauteil mit einem zylinderförmigen Innenraum 371 ausgebildet
ist. Das austrittsseitige Ende des Magnetankers 311 weist
eine Stirnwand 372 mit einer zentralen Bohrung 361 auf, in
der die Kolbenstange 312 axial verlagerbar geführt ist.
Eine radiale Auskragung 360 der Kolbenstange 312 weist
dabei gegenüber der zentralen Bohrung 361 ein Übermaß auf,
so dass die Kolbenstange 312 nicht durch die Bohrung 361 hinausgleiten
kann. Ein wesentlicher Unterschied zwischen der Hubkolbenpumpe 301 gemäß des
vierten Ausführungsbeispiels und der Hubkolbenpumpe 201 gemäß des
dritten Ausführungsbeispiels ist dadurch gegeben, dass
die eintrittsseitige Ausnehmung des Magnetankers 211 in
Richtung der Austrittsöffnung 308 vertieft wurde und
nunmehr den Innenraum 371 des Magnetankers 311 ausbildet.
Ferner weist ein Federelement 314, welches die Kolbenstange 312 in
Richtung der Austrittsöffnung 308 vorspannt, im
Vergleich zu dem Federelement 214 des dritten Ausführungsbeispiels eine
verlängerte axiale Erstreckung auf.The reciprocating pump 301 includes an actor 310 with a magnet armature 311 , the present case as a hollow cylindrical member having a cylindrical interior 371 is trained. The exit end of the armature 311 has an end wall 372 with a central bore 361 on, in which the piston rod 312 is guided axially displaceable. A radial projection 360 the piston rod 312 points to the central hole 361 an oversize, leaving the piston rod 312 not through the hole 361 can slip out. A major difference between the reciprocating pump 301 according to the fourth embodiment and the reciprocating pump 201 according to the third embodiment is given by the fact that the inlet-side recess of the armature 211 in the direction of the outlet opening 308 was deepened and now the interior 371 of the magnet armature 311 formed. Furthermore, a spring element 314 which is the piston rod 312 in the direction of the outlet opening 308 biased, compared to the spring element 214 of the third embodiment, an extended axial extent.
Vorliegend
ist in einem Bereich zwischen der austrittsseitigen Randfläche
der Auskragung 360 der Kolbenstange 312 und der
innenseitigen Randfläche um die zentrale Bohrung 361 des
Magnetankers 311 eine Tellerfeder 370, wahlweise
auch eine Blattfeder, angeordnet. Eine axiale Kraftübertragung
in Betätigungsrichtung des Aktors 310 zwischen
Kolbenstange 312 und Magnetanker 311 wird dabei
stets über die Tellerfeder 370 vermittelt. Gleichzeitig
ist die Ruhestellung des Magnetankers 311 bei nicht bestromter
Magnetspule 319 um ein der Dicke der Tellerfeder 370 entsprechendes
Maß von der Eintrittsöffnung 303 zurückversetzt.
Diese Anordnung bietet den Vorteil, dass ungewünschte Spannungen
in der Magnetspule 319 oder äußere, nicht
von der Magnetspule 319 erzeugte Magnetfelder, die zu einer
ungewünschten Verlagerung des Magnetankers 311 führen,
nicht unmittelbar auf die Kolbenstange 312 übertragen
werden, sondern von der Tellerfeder 370 absorbiert werden.
Somit kommt es zu einer Entkopplung der Kolbenstange 312 von
dem Magnetanker 311 in der Ausgangsstellung. Ein ungewünschtes Öffnen
des ersten Innenventils 325 und eine damit einhergehende
Leckage der Hubkolbenpumpe 301 ist somit auch bei dynamischen
Störungen der Ruheposition des Magnetankers 311 sicher
vermieden, ein „Flattern” des Magnetankers 311 oder
Bewegungen des Magnetankers 311 durch Stromspitzen in der Magnetspule 319 werden
nicht auf die Kolbenstange 312 übertragen. Es
versteht sich, dass der Federspeicher auch aus einem elastischen
Material ausgebildet sein kann, beispielsweise als ein die Kolbenstange 312 radial
umgebendes elastisches Dämpfungselement. Es versteht sich
ferner, dass insbesondere auch bei dem in 3 gezeigten
Ausführungsbeispiel ein zwischen Stirnseiten der Kolbenstange 212 und
des Magnetanker 211 angeordneter Federspeicher vorgesehen
sein kann, um Kolbenstange 212 und Magnetanker 211 zu
entkoppeln.In the present case is in a region between the exit-side edge surface of the projection 360 the piston rod 312 and the inside edge surface around the central bore 361 of the magnet armature 311 a plate spring 370 , optionally also a leaf spring arranged. An axial force transmission in the direction of actuation of the actuator 310 between piston rod 312 and magnet armature 311 is always about the diaphragm spring 370 taught. At the same time is the rest position of the armature 311 when the solenoid is not energized 319 around the thickness of the diaphragm spring 370 corresponding dimension of the inlet opening 303 set back. This arrangement offers the advantage that unwanted voltages in the solenoid coil 319 or outside, not from the solenoid 319 generated magnetic fields that lead to an unwanted displacement of the magnet armature 311 lead, not directly on the piston rod 312 be transmitted, but from the diaphragm spring 370 be absorbed. Thus, there is a decoupling of the piston rod 312 from the magnet armature 311 in the starting position. An undesired opening of the first inner valve 325 and an associated leakage of the reciprocating pump 301 is thus also in dynamic disturbances of the rest position of the armature 311 certainly avoided a "flutter" of the armature 311 or movements of the magnet armature 311 due to current peaks in the magnetic coil 319 do not get on the piston rod 312 transfer. It is understood that the spring accumulator can also be formed of an elastic material, for example as a piston rod 312 radially surrounding elastic damping element. It is further understood that especially in the in 3 shown embodiment between end faces of the piston rod 212 and the magnet armature 211 arranged spring accumulator may be provided to piston rod 212 and magnet armature 211 to decouple.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- EP 1748188
A1 [0002] EP 1748188 A1 [0002]